Моделирование критических свойств сложных систем первопринципными и Монте-Карло методами

Проект направлен на исследование фундаментальной проблемы статистического описания влияния поверхности на магнетизм ультратонких пленок посредством исследования особенностей влияния межфазного взаимодействия между поверхностными слоями ферромагнетик – нормальный металл и ферромагнетик – полупроводник на эффекты спиновой поляризации, спиновой инжекции и магнитного упорядочения в системе и выявления размерной зависимости ее характеристик от толщины ферромагнитной пленки при изменениях от монослойной до наномасштабной толщины. Планируемые исследования позволят описать энергетические, магнитные и структурные свойства мультислойных магнитных структур и их сплавов с пленками немагнитных металлов и полупроводников как основных объектов спинтроники. При выполнении проекта планируется применение современных вычислительных методов Монте-Карло и функционала спиновой плотности для исследования размерных зависимостей для структурных, энергетических и магнитных характеристик ультратонких пленок при увеличении в них количества моноатомных слоев; моделирование мультислойных магнитных структур на основе сочетания ультратонких магнитных и немагнитных пленок с эффектами гигантского магнитного сопротивления как объектов для использования в создании запоминающих устройств с повышенной плотностью магнитной записи; осуществление расчета температурной зависимости коэффициента магнитосопротивления для трехслойных и спин-вентильных структур с эффектами гигантского магнитосопротивления, а также структур с эффектами туннельного магнитосопротивления; продолжение исследований неравновесных эффектов – эффектов старения, обусловленных медленной динамикой низкоразмерных и объемных систем вблизи критической температуры ферромагнитного фазового перехода и их влияния на кинетические характеристики данных структур; а также исследований характеристик неравновесного поведения в мультислойных магнитных структурах, созданных на основе изингоподобных и XY-подобных ультратонких ферромагнитных пленок в области их толщин, где они проявляют свои квазидвумерные свойства. Планируются исследования по выявлению эффектов старения и памяти в магнитных сверхструктурах при температурах ниже температуры ферромагнитного упорядочения в пленках за счет того, что наномасштабная периодичность создает в этих структурах мезоскопические эффекты сильной пространственной спиновой корреляции с медленной релаксационной динамикой намагниченности.