Перспективные материалы для накопления и преобразования энергии, базирующиеся на спиновых и зарядовых степенях свободы

Объектом исследования являются тонкоплёночные структуры металлических сплавов и тяжёлых металлов, германидов и силицидов металлов, а также сложные оксиды и монохалькогениды Цели работ по 1 промежуточному этапу проекта: - теоретическое изучение механизмов переноса и хранения энергии посредством магнитных текстур различного вида; - создание экспериментальной базы для исследования магнитных структур тонких плёнок; - изучение механизмов формирования перпендикулярной магнитной анизотропии в системах на основе CoFeB; - изучение магниторезистивного эффекта в вертикальных структурах типа спиновый вентиль; - создание теоретических моделей для расчётов кристаллического электрического поля в различных системах. В процессе работы был проведен ряд экспериментов по in-situ измерению отражательной способности нейтронов тонкоплёночных структур, полученных методом импульсно-лазерного осаждения. Особое внимание было определено формированию перпендикулярной магнитной анизотропии в системах на основе CoFeB/тяжелый металл, изучение которой проводилось, как и лабораторными методами, так и нейтронными. Подробно были рассмотрены теоретические методы изучения способов хранения энергии посредством магнитной текстуры, а также проведено теоретическое описание уникальных свойств систем сложных оксидов и монохалькогенидов. В ходе выполнения НИР получены следующие основные научные результаты: 1) проведены теоретические расчёты спин-движущей силы для магнитных текстур различного вида; 2) разработана компактная камера импульсно лазерного осаждения, которая была интегрована в исследовательскую станцию рефлектометрии полязированных нейтронов; 3) получена и in-situ исследована перпендикулярная магнитная анизотропия в тонких плёнках CoFeB/Mo; 4) получены тонкоплёночные системы типа спиновый вентиль Fe3Si/Ge/Mn5Ge3 и исследованы их магниторезистивные свойства; 5) проведены теоретические изучения и расчёты кристаллического электрического поля в системах Tm(Yb)Te и Yb2Ti2O7; 6) было написано 6 статей по тематике (5 из которых были опубликованы препринты в репозиториях arXiv и preprint, и далее поданы для публикации в издания, индексируемые Web of Science и Scopus). Результаты этого этапа были представлены в 1 докладе (с публикацией тезисов) на международной конференции. Часть результатов лежит в основе работы с партнерами из других российских научных центров (Сибирское отделение Российской академии наук и Институт физики им Л.В. Киренского, г. Красноярск). Результаты первого этапа НИР отражены в диссертационной работе на соискание ученой степени доктора физико-математических наук одного из исполнителей проекта ("Свойства границ раздела функциональных структур на основе BaTiO3, HfO2 и Hf0.5Zr0.5O2 для приложений в наноэлектронике и спинтронике", дата защиты - 19.12.2024 г.; рег. номер в ЕГИСУ НИОКТР на данный момент еще отсутствует). Достигнутые результаты демонстрируют перспективы для дальнейшего исследования и использования в научной и прикладной областях по тематике наноразмерных устройств, электроники и спинтроники.