Разработка технологии создания эпитаксиальных структур на основе тройных твердых растворов магнитных полупроводников (А3,Fe)В5 с задаваемыми свойствами (температурой Кюри, типом проводимости, концентрацией носителей заряда, параметром кристаллической решетки, ширины запрещенной зоны)

Научной проблемой, на решение которой направлен проект является создание новых функциональных материалов на основе разбавленных магнитных полупроводников (А3,Fe)В5, в которых одновременно наблюдаются полупроводниковые и ферромагнитные свойства с высокой температурой Кюри (в том числе превышающей комнатную), оптимизация свойств этих материалов с точки зрения заданных параметров (кристаллическое совершенство, состав, постоянная кристаллической решетки, температура Кюри, тип проводимости, удельное сопротивление, степень спиновой поляризации носителей заряда) и установление природы ферромагнетизма. Одним из вариантов дальнейшего развития современной электроники является переход к использованию спиновой степени свободы электронов, на основе этого, в том числе, строятся концепции квантовых вычислений. Сильное обменное взаимодействие в полупроводниковом кристалле между атомами магнитной примеси может приводить к снятию вырождения по спину в энергетическом спектре полупроводника, следовательно, открывает возможности использования спин - зависимых эффектов. Экспериментальные работы последних лет показали, что механизм магнитного упорядочения ряда распространенных полупроводников А3В5 (InAs, GaAs, InSb) с примесью Fe подобен механизмам собственного ферромагнитного полупроводника (например, EuO) – intrinsic mechanism of ferromagnetic ordering. Подобные материалы в настоящее время считаются наиболее перспективными для полупроводниковой спинтроники. Природа внутреннего ферромагнетизма в полупроводниковых материалах (А3,Fe)В5 в настоящее время не выяснена (что связано в том числе и с "молодостью" таких материалов) и является актуальной фундаментальной проблемой. В рамках настоящего проекта будут проведены следующие работы:1) работы, направленные на получение эпитаксиальных слоев (А3,Fe)В5 с заданной температурой Кюри, типом проводимости, параметром кристаллической решетки, шириной запрещенной зоны - путем формирования тройных твердых растворов, легированных атомами Fe;2) работы, направленные на установление природы внутреннего ферромагнетизма в полупроводниках (А3,Fe)В5;3) работы по получению сложных гетероструктур с различными слоями (А3,Fe)В5, разделенными немагнитным промежуточным слоем.