Применение современных вычислительных методов к исследованию перспективных многослойных магнитных наносистем с эффектами ГМС и ТМС

Свойства ультратонких магнитных пленок и магнитных наноструктур на их основе являются объектом интенсивных исследований, что во многом определяется возможностями применения данных систем в микроэлектронике и вычислительной технике в качестве высокочувствительных сенсорных элементов, магнитных носителей для записи и хранения информации в запоминающих устройствах. Магнитные пленки и наноструктуры обладают рядом уникальных особенностей, способствующих повышению плотности записи информации и быстродействия запоминающих устройств, созданию ячеек магниторезистивной оперативной памяти. Наряду с этим, изучение физических свойств магнитных пленок и наноструктур носит фундаментальный характер, обусловливая как развитие физики магнитных явлений, так и физики поверхностных явлений. Проект направлен на развитие и применение современных вычислительных методов Монте-Карло и функционала спиновой плотности для моделирования поведения перспективных мультислойных магнитных наносистем с эффектами ГМС и ТМС и расчета характеристик межфазного взаимодействия ультратонких пленок на основе переходных металлов Fe, Co, Ni и их сплавов с пленками немагнитных металлов, полупроводников и диэлектриков. Будет осуществлено моделирование магнитных свойств усложненных спин-вентильных наноструктур и структур с туннельным переходом с выделением влияния магнитной анизотропии, величин внутрислоевого и межслоевого обменного взаимодействия на гистерезисные эффекты и эффекты ГМС и ТМС, будет проведен расчет характеристик магнитных наноструктур при размерных изменениях составляющих их пленок от монослойной до наномасштабной толщины. Ставится целью: - моделирование мультислойных магнитных сверхструктур и усложненных спин-вентильных структур на основе сочетания ультратонких магнитных и немагнитных пленок с эффектами гигантского и туннельного магнитного сопротивления как объектов для использования в создании запоминающих устройств с повышенной плотностью магнитной записи; - исследование с применением современных вычислительных методов Монте-Карло и функционала спиновой плотности размерных зависимостей для структурных, энергетических и магнитных характеристик магнитных наноструктур при увеличении в составляющих их ультратонких гейзенберговских пленках количества моноатомных слоев; - исследование гистерезисных эффектов в мультислойных магнитных сверхструктурах и усложненных спиновых вентилях посредством Монте-Карло моделирования их магнитных свойств при циклическом изменении внешнего магнитного поля для различных температур, различных толщин ферромагнитных и немагнитных пленок, а также различных соотношений для интегралов внутри- и межслоевого обменного взаимодействий; - разработка методики и осуществление расчета температурной зависимости магнитосопротивления для мультислойных и усложненных спин-вентильных структур c эффектами гигантского магнитосопротивления, а также структур с эффектами туннельного магнитосопротивления.