Металл-диэлектрические нанокомпозиты с вакансиями кислорода: магниторезистивные и мемристивные свойства, аномальный эффект Холла

В настоящем проекте планируется разработка многофункциональных структур на основе магнитных металл-диэлектрических композитов с «подвижными» вакансиями кислорода, которые обладают взаимозависимыми магниторезистивными и мемристивными свойствами, позволяющими создавать многоуровневые элементы энергонезависимой памяти. Использование подобных элементов лежит в основании подхода к созданию новых процессорных устройств - нейроморфных систем, моделирующих работу нейронов и важные функции человеческого мозга такие, как распознавание образов, обучение и пр. Основным классом мемристивных элементов являются переключатели сопротивления, основанные на структурах типа металл/диэлектрик/металл (МДМ), где роль диэлектрика играет оксид металла, в котором вакансии кислорода могут быть «подвижными». Движение таких заряженных вакансий кислорода изменяет структуру диэлектрика, что приводит к изменению сопротивления МДМ структуры. Необычность подобных структур может проявляться также и в поведении аномального эффекта Холла (АЭХ). Следует отметить, что на настоящий момент отсутствуют сведения о механизмах возникновения АЭХ в структурах с «подвижными» вакансиями кислорода, впрочем, как и единая модель, описывающая поведение сопротивления нанокомпозитов, обладающих мемрестивным эффектом. Поэтому комплексное исследование металл-диэлектрических нанокомпозитов с вакансиями кислорода является как фундаментальной, так и прикладной задачей, связанной с созданием элементов нейроморфных систем. Планируется разработка магнитных нанокомпозитных структур типа (Co41Fe39B20)x(Al-O)100-x, демонстрирующих магниторезистивные и мемристивные свойства. Будут изучены механизмы магниторезистивного и мемристивного эффектов, выявлены оптимальные условия для их проявлений, впервые изучен механизм аномального эффекта Холла в магнитных нанокомпозитах с «подвижными вакансиями О.