Разработка материалов и пленочных гетероструктур для магнитоэлектронных устройств с минимальными напряжениями на межфазной границе

Проект направлен на создание керамических материалов состава Mg(Fe0.8Ga 0.2)2O4 и Y3Fe5O12 и пленочных гетероструктур на их основе не эпитаксиальными методами на коммерческих подложках Si и GaN с минимальными напряжениями на межфазной границе для устройств спинтроники, магноники и плазмоники. Для реализации поставленной цели пирогидролитическим методом синтеза с использованием нитратов соответствующим металлов в качестве окислителей и глицина с добавками уротропина, крахмала и мочевины в качестве восстановителей будут получены поликристаллические материалы указанного выше состава. Основываясь на данных РФА анализа, а также термических и ИК-спектральных методов анализа будет установлен механизм образования гелей и температура протекания (горения) реакции. Будет предложен подход, позволяющий на основе термодинамических данных рассчитывать оптимальную толщину барьерного слоя, который должен находиться при режимах кристаллизации пленочной структуры в аморфном состоянии, при которой напряжения на межфазной границе будут минимизированы. Расчетные данные будут получены исходя из разницы полной энергии Гиббса аморфной и кристаллической пленки; разницы в энергиях Гиббса объемной фазы, поверхности и межфазной границы аморфной и кристаллической пленки соответственно. Методом ионно-лучевого распыления керамических мишеней состава Mg(Fe0.8Ga0.2)2O4 и Y3Fe5O12 на полупроводниковых коммерческих подложках Si и GaN будут получены пленочные гетероструктуры с наноразмерными буферными слоями. При этом толщина буферных слоев будет наноситься исходя из расчетных данных. Подложки GaN предварительно будут планаризоваться ионно-лучевым методом с целью получения поверхности нитрида галлия наноразмерной шероховатости. Будут изучены функциональные характеристики полученных гетероструктур.