МАГНИТНО-СПИН-ОРБИТАЛЬНЫЙ ГРАФЕН ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ УСТРОЙСТВ СПИНТРОНИКИ (заключительный)

В рамках проекта в отчетном периоде согласно поставленным задачам проводились исследования двух типов образцов: (I) магнитно-спин-орбитальный графен на металлической подложке (графен/Au/Co(0001)/W(110)); (II) буферный слой графена на 6H-SiC(0001) с последующей интеркаляцией Co и Au с целью реализации магнитно-спин-орбитального графена на неметаллической подложке. Все планируемые работы в рамках проекта выполнены полностью. Достигнуты все запланированные научные результаты. В рамках проекта получены следующие важнейшие результаты: Исследована электронная и спиновая структура магнитно-спин-орбитального графена на металлической подложке (Gr/Au/Co(0001)/W(110)). Проведены теоретические DFT расчеты электронной структуры магнитно-спин-орбитального графена с учетом периодических структурных дислокаций. Проведены исследования электронной энергетической и спиновой структуры графена на подложке (монослой Au)/Co(0001) с дислокационными петлями. Проведены теоретические DFT исследования различных моделей магнитно-спин-орбитального графена в системе графен/Au/Co(0001)/W(110). Расчеты показали, что направления магнитных моментов на графене задаются осью намагниченности кобальта и противоположны друг другу для двух подрешеток графена. Отработана универсальная методика синтеза буферного слоя графена (ZLG) на подложке 6H-SiC(0001), в результате которой формируется буферный слой графена хорошего качества. Исследована электронная структура буферного слоя графена на SiC с помощью экспериментальных и теоретических методов. Проведены теоретические DFT расчеты электронной структуры буферного слоя графена на 6H-SiC(0001). Зонная структура ZLG на политипе 6H-SiC(0001), рассчитанная в широком диапазоне энергий 0-17 эВ, была получена в данной работе и продемонстрирована впервые. Изучен процесс интеркаляции атомов кобальта (Co) под буферный слой графена на SiC. Исследована электронная структура, микроструктура поверхности и магнитные свойства системы графен/Co/SiC(0001). Показано, что в результате интеркаляции кобальта ZLG полностью трансформируется в монослой графена. При этом атомы Co взаимодействуют с подложкой с образованием приповерхностных соединений Co-Si, близких по стехиометрии к CoSi/CoSi2. Исследовано формирование линейного конуса Дирака, свидетельствующего о квазисвободном характере электронной структуры графена. В рамках проекта проведены исследования магнитных свойств синтезированной системы. Было показано, что синтезированная система демонстрирует ферромагнитные свойства и внутриплоскостное упорядочение магнитных моментов, в первую очередь обусловленное нанослоем CoSi под графеном. Проведены теоретические DFT расчеты электронной и спиновой структуры системы графен/силицид кобальта/SiC(0001) с наведенным магнетизмом. Проведено изучение транспортных свойств синтезированной системы графен/Au-Si/Co-Si/SiC(0001). На основании полученных результатов в рамках проекта определены перспективные направления применения исследуемых графен-содержащих систем в наноэлектронике и спинтронике.