Регистрация / Вход
Прислать материал

Спин-зависимые явления в двумерных полупроводниковых структурах, пленках с магнитными примесями, графене и наноструктурах со спиновыми волнами

Докладчик: Аронзон Борис Аронович

Должность: заведующий лабораторией, заведующий лабораторией твердотельных структур

Цель проекта:
1.Проблема: Создание принципиально новой элементной базы наноэлектроники. 2. Цель проекта: Разработка принципов создания наноструктур и конструкций элементной базы полупроводниковой спинтроники – одного из перспективных направлений будущей наноэлектроники. Для достижения поставленной цели будут проводиться экспериментальные и теоретические исследования физических свойств следующих систем: – полупроводниковые ферромагнитные двумерные гетероструктуры типа квантовая яма с отдаленным слоем магнитной примеси; – ферромагнитные нанокомпозиционные материалы на основе полупроводников; – спонтанно образующиеся спиновые капли в разупорядоченных сильно-коррелированных двумерных системах; – тонкие чешуйки материалов с волной спиновой плотности и графен.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Работы ведутся по четырем направлениям и соответственно планируемые результаты разделены на четыре группы.
В рамках направления «Полупроводниковые ферромагнитные двумерные гетероструктуры типа квантовая яма с отдаленным нанослоем магнитной примеси», будут исследованы физические свойства данных структур и определены основные механизмы установления ферромагнитного состояния, а также разработаны рекомендации для повышения температуры ферромагнитного перехода.
В рамках направления «Ферромагнитные нанокомпозиционные материалы на основе полупроводников» будут исследованы физические свойства данных структур и определены основные механизмы установления ферромагнитного состояния, а также разработаны рекомендации по усовершенствованию технология получения высокотемпературных ферромагнитных нанокомпозитных материалов на основе полупроводников.
В рамках направления «Спонтанно образующиеся спиновые капли в разупорядоченных сильно-коррелированных двумерных системах» будут исследованы возможности спинового упорядочения в двумерной электронной системе в кремнии за счёт сильного электрон-электронного взаимодействия при низких температурах.
В рамках направления «Тонкие чешуйки материалов с волной спиновой плотности и графен» будут разработаны приборы типа полевого транзистора на системах с волной спиновой плотности, а также созданы полевые структуры на графене. По итогом магнитотранспортных измерений будут выработаны научно обоснованные рекомендации по использованию данных структур с затвором в приборных приложениях.
2. Основные характеристики: сопротивление, магнетосопротивление, величина аномального эффекта Холла, температура Кюри, спиновая поляризация носителей заряда и магнитное состояния системы спиновых капель и величина ее магнитного момента, намагниченность на электрон в графеновой обкладке полученных конденсаторов.
3. Все планируемые результаты являются новыми.
4. Все предполагаемые работы соответствуют передовому мировому уровню, будут опубликованы в ведущих российских и международных физических журналах, а ряд результатов не имеет аналогов.
5. Предполагаемые результаты будут получены путем проведения экспериментов на современном экспериментальном оборудовании, а ряд экспериментов будеи выполнен на уникальных установках, все экспериментальные работы будут сопровождаться теоретическими расчетами, выполняемыми на уровне последних достижений физических теоретических методов. Ограничения определяются достижениями современной экспериментальной техники физического эксперимента, в частности напряженность магнитного поля 20 Т, сверхнизкие температуры 10 мК. Риски связаны с возможностью появления обстоятельств непреодолимой силы и ограниченностью современных научных знаний.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Описание областей применения планируемых результатов. Электроника и все области человеческой деятельности ее использующие, оперативная память, особенно спецприменения и в условиях, где требуется радиационная стойкость.
2. Перспективы использования заключаются в том, что разработанные предложения могут создать некоторый задел в направлении создания новых принципов для элементной базы электроники.
3. Прогноз влияния планируемых результатов на разработку новых технических решений соответствует перспективам использования планируемых результатов (см. предыдущий пункт). В ближайшей перспективе в рамках международного сотрудничества планируется обмен технологиями и установление связей, а также обновление инфраструктуры и обучение персонала центра коллективного пользования ФИАН.

Текущие результаты проекта:
Завершается создание уникальной установки, позволяющей проводить электрофизические исследования в магнитных полях до 9Т, при температурах вплоть до 1 К при внешнем давлении до 20 кБар.
Исследован аномальный эффект Холла, свидетельствующий о наличии спиновой поляризации носителей заряда в двумерных гетероструктурах типа квантовая яма с отдаленным нанослоем магнитной примеси.
Получены предварительные результаты по исследованию физических свойств (температура Кюри, намагниченность, проводимость эффект Холла) высокотемпературных ферромагнитных полупроводников типа GaSb-MnSb и SiMn.
Опубликованы и подготовлены статьи, направленные в ведущие научные журналы.