Разработка физико-химических основ синтеза объемных и пленочных ферромагнитных композитов в системах AIIISb-MnSb, где AIII- Al,Ga,In.

Развитие электроники в настоящее время стало отставать от закона Мура, что объясняют совокупностью принципиальных факторов и в качестве одной из альтернатив дальнейшего развития рассматривается магнитоэлектроника (спинтроника). Устройства спинтроники, такие как спиновые вентили или спиновые клапаны, основанные на эффектах ГМС (гигантское магнетосопротивление) или ТМС (туннельное магнетосопротивление) являются основными элементами магнитной памяти современных компьютеров. Чувствительными датчиками этих устройств являются сверхрешетки, состоящие их магнитных и немагнитных нанослоев. Природа эффектов ГМС и ТСМ в целом достаточно хорошо изучена и основана на двух токовой модели Мотта, согласно которой электроны со спином «вверх» более подвижны и менеерассеиваются, чем электроны со спином «вниз». Управляя направленностью магнитного поля, в таких структурах удается добиваться резкого изменения сопротивления. Анализ многочисленных обзорных статей и монографий в отечественн ой и зарубежной литературе показывает, современные исследования по спинтроники развиваются по двум основным направлениям. Одно из них оптимизация материалов композиционных ферромагнетиков, в частности создание гранулированных структур. Термин гранулированные структуры используется в зарубежной, и в отечественной литературе. Гранулированная структура обозначает композит, состоящий из немагнитной матрицы в которой размещают нанокластеры ферромагнетика. Преимуществами гранулированных стру ктур перед сверхрешетками является то, что это однослойная структура и для создания спиновых устройств нет необходимости вводить закрепляющий направленность магнитного поля слой антиферромагнетика. В качестве матриц, используют немагнитные металлы или диэлектрики. В данном проекте в качестве матрицы используются полупроводники A111Sb, а в качестве ферромагнетика антимонид марганца. Температура Кюри, которого существенно выше комнатной и достигает ~ 600К.Особенностью полупроводников является высокая подвижность носителей заряда, она на порядки выше, чем у металлов и диэлектриков. Это важное преимущество, так как для создания гранулированных структур, расстояние между ферромагнитными нанокластерами должно соответствовать длине свободного пробега электрона, при сохранении направленности его спина. Сравнивая наши предварительные результаты по величинам магнетосопротивления с лучшими результатами, полученных на гранулированных структурах в системах немагнитный металл-ферромагнетик или диэлектрик – ферромагнетик следует отметить, что на объемных и пленочных композитах системы GaSb -MnSb были получены более высокие значения магнетосопротивления. Данный проект предполагает дальнейшие развитие этих работ. Будут построены диаграммы состояния систем A111Sb -MnSb, где A111- Al,Ga,In. Работы по изучению диаграммы системы AlSb -MnSb будут пионерскими. Это позволит разработать физико-химические основы синтеза объемных и пленочных ферромагнитных композитов в системах A111Sb-MnSb , как перспективных материалов спинтроники. Эти исследования внесут существенный вклад в развитие современных представлений о природе физических явлений в магнитных композитах в системах полупроводник – ферромагнетик, они будут способствовать созданию эффективных материалов как для традиционных устройств спинтроники, так и для формирования инжекционных спин поляризованных структур.