Forskere foreslår en ny teknologi til at skabe magnetmikrostrukturer

Et team af videnskabsmænd fra Krasnoyarsk Scientific Center (Siberian Department of Russian Academy of Sciences) og Siberian Federal University syntetiserede tynde krystal ferromagnetiske film og udviklede en teknologi til deres formning. Forarbejdede film kan bruges i elektroniske og spintroniske chips. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i Tynde faste film .

Holdet skabte film, der er hundreder til snesevis af nanometer tykke, bestående af jernsilicider syntetiseret på et siliciumsubstrat. Jernsilicider er forbindelser af jern og silicium, der normalt har ferromagnetiske egenskaber, når de udsættes for visse temperaturer. Der er også ikke-magnetiske jernsilicider med unikke optiske egenskaber, som kan bruges i praksis.

Film som denne bruges som aktive dele i optiske og fotoniske enheder, samt i integrerede elektroniske og spintroniske chips. Tynde ferromagnetiske film åbner en masse perspektiver for spintronik (et område af videnskab, der sørger for oprettelse af informationslagring og -behandlingsenheder). Enheder som denne bruger mindre elektrisk energi og har højere driftshastigheder sammenlignet med traditionelle elektroniske.

Imidlertid, at udvikle sådanne enheder, videnskabsmænd har brug for, at film formes specifikt. Det betyder, at en skabelon skal anvendes på syntetiserede film, og de skal skæres efter det. For at gøre det, videnskabsmænd bruger ætsning. Teknikken kan være enten våd (kemisk) eller tør (plasma, reaktiv ion, eller bare ion). I løbet af våd ætsning, en film anbringes i væske - et ætsemiddel, der opløser resten af ​​det. Før det dækker videnskabsmænd filmene med "masker" ved hjælp af fotolitografi for at angive den nødvendige konfiguration. En sådan maske beskytter den ønskede del af filmen mod at løse. Ved tør ætsning, samme resultat opnås ved at bruge en gas, der ødelægger materialet fysisk eller kemisk.

"Vi har udvidet anvendelsen af ​​denne tilgang, udvidet det til nye jern-silicium legeringer, og viste at det virker. Vi har også bestemt hastigheden af ​​ætsning og udviklet en mikro-enhed. De samme metoder kan bruges til fremstilling af forskellige strukturer i elektronik, fotonik og andre applikationer, sagde Anton Tarasov, en medforfatter til artiklen, kandidat for fysiske og matematiske videnskaber, en videnskabelig medarbejder ved Kirensky Institute of Physics (FRC KSC fra SD RAS), og seniortutor ved Siberian Federal University.

Forskerne påpeger, at en stor fordel ved de nye film ikke kun er deres elektroniske og magnetiske egenskaber, men kompatibilitet med de mest populære teknologiske halvledere. Det betyder, at disse film kan dyrkes på baser lavet af silicium, germanium, og galliumarsenid. Dette vil hjælpe teamet med at opnå tynde film af høj kvalitet med specifikke former og geometri på en enklere og mere overkommelig måde. I øvrigt, de opnåede resultater øger udvalget af materialer, som forskere kan bruge til at udvikle enheder.

"Ved at bruge denne teknologi, man kan skabe spintroniske eller fotoniske enheder, fordi jernsilicider har egenskaber, der er anvendelige inden for disse videnskabsområder. Lige nu, vi dyrker nye film og studerer de effekter, der afhænger af deres topologi, " konkluderede videnskabsmanden.