FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September – October
176 cities
12-14 октября 2018
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры

Из кремниевого аналога графена удалось создать двумерный магнит

Российские физики получили новый класс двумерных кремниевых магнитов – спинтронных материалов, которые могут лечь в основу прорывных технологий хранения и передачи информации. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Его результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

В отличие от обычной электроники, спинтроника использует для хранения и передачи информации не только заряд электрона, но и его спин (одно из его квантовых свойств). Работа со спином может привести к созданию принципиально новых транзисторов, элементов компьютерной памяти, логических элементов.

«Перспектива создания ультракомпактной спинтроники – альтернативы современной электронике – обуславливает поиск магнетизма в низкоразмерных системах. Мы открыли целый класс двумерных магнитов – новых материалов спинтроники», – рассказал автор исследования, доктор физико-математических наук Вячеслав Сторчак.

Традиционная спинтроника использует обычные (то есть трехмерные) магнитные материалы, чтобы управлять спином электрона. В то же время перспектива создания ультракомпактной спинтроники придает значительный импульс исследованиям магнетизма в низкоразмерных системах. В последние годы наука значительно продвинулась в создании 2D-магнитов за счет внешних факторов, таких как дефекты или эффект близости. 2D-материалы с внутренне присущим им магнетизмом были неизвестны до недавнего открытия ферромагнетизма в нескольких монослоях Ван-дер-Ваальсовых кристаллов на основе хрома.

Для того, чтобы обнаружить магнетизм на таком уровне, ученые использовали оптические методы с исключительно высокой чувствительностью. После этого открытия ученые начали искать 2D-магниты с сильным ферромагнетизмом, который могут измерить стандартные магнетометры, с сопутствующими полезными свойствами. Особенно важно, что эти магниты совместимы с современной полупроводниковой технологией. Недавно российским физикам удалось открыть новый класс 2D-материалов с ферромагнитными свойствами на основе силицена.

Силицен – кремниевый аналог графена. Теоретически он должен быть идеальной платформой для спиновых явлений и приложений спинтроники. У графена и силицена атомы уложены в один слой шестиугольников, напоминающий пчелиные соты, но если у графена этот слой плоский, то шестиугольники силицена «гофрированные».

Монослой силицена сильно реагирует с окружающими материалами, поэтому экспериментировать с ним непросто. Физики разработали методику, позволяющую синтезировать слои силицена различной толщины, сопряженные с 2D-решетками редкоземельных элементов. Чередующиеся 2D-слои силицена и атомов редкоземельных металлов удалось синтезировать, используя молекулярно-лучевую эпитаксию – наращивание одного кристаллического монослоя поверх другого в сверхвысоком вакууме. Атомы металла направлялись на нагретую кремниевую поверхность. Чтобы в дальнейшем избежать взаимодействия силицена с воздухом, полученный материал защищали тонким слоем оксида кремния. Такой подход можно использовать и для синтеза монослоев других аналогов графена, например, германена, состоящего из атомов германия.

Фото: схематическое представление экспериментов. Синтез силиценовых структур (a). В результате возникает многослойный (b) или однослойный (c) силицен. В зависимости от числа слоев происходит переход от объемного антиферромагнитного состояния (d) к ферромагнитному (e); температура ферромагнитного перехода имеет характерную зависимость от магнитного поля (e). В качестве атомов металла (M) можно использовать такие редкоземельные элементы, как гадолиний или европий. Источник: Вячеслав Сторчак

Основной результат работы – открытие того, что слоистые структуры, образованные силиценом, сопряженным с 2D-решетками редкоземельных элементов, демонстрируют сильный 2D-ферромагнетизм в пределе одного или нескольких монослоев. В отличие от материалов на основе хрома, ферромагнетизм в силиценовых материалах возникает из антиферромагнетизма родительского 3D-соединения. Открытые редкоземельные магниты проявляют и другие отличительные черты: намного большую чувствительность температуры перехода к слабым магнитным полям (характерное свойство 2D-ферромагнетизма) и значительный магнитный момент, дающий возможность исследования с помощью обычных магнетометров.

«Открытие первого класса 2D-магнитов, совместимых с кремниевой технологией, может значительно повлиять на различные области науки и технологии, – подытожил Вячеслав Сторчак. – Опубликованные результаты могут служить новой платформой для исследования двумерных явлений в слоистых структурах. Это одно из очень немногих исследований силиценовых материалов, где удалось пойти дальше структурных исследований, и, возможно, первое, где удалось экспериментально продемонстрировать определяющую роль силиценовой решетки. Структура силиценовых магнитов замечательно подходит для создания различных гетероструктур на кремнии, что может найти применение в создании новых элементов электроники».

Источник http://rscf.ru

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Ноев Ковчег глазами художников: «Криобанка» и образовательный троллейбус

Клетки человека на автобусе, анимированная ящерица-преподаватель, видеоблог «Криобанка» и ещё 8 просветительских проектов подготовили студенты-иллюстраторы из Британско

В НИИЯФ разрабатывается система радиационного мониторинга в окружающем космическом пространстве

В НИИЯФ МГУ ведутся работы по проекту «Система радиационного мониторинга в окружающем космическом пространстве и на заданных орбитах».

Затерянный мир Конан Дойла в России

Конан Дойл, выдумав «Затерянный мир», наверняка не мог предполагать, что в центре Таймыра далёкой и непонятной России, за Северным полярным кругом, на восточном берегу реки Енисей существует реальный мир, ещё более прекрасный, чем описанное им плато.

Антитела из полимеров позволят эффективно метить и уничтожать раковые клетки

Биологи МГУ изучили эффекторные ответы нейтрофилов человека

Сотрудники биологического факультета, факультета биоинженерии и биоинформатики и Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского