Регистрация / Вход
Прислать материал

14.616.21.0067

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.616.21.0067
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук
Название доклада
Исследование обменных взаимодействий кирально-упорядоченных магнитных слоев в редкоземельных сверхрешетках
Докладчик
Кравцов Евгений Алексеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Наноспинтроника - новая и быстро развивающаяся область микроэлектроники, предполагающая использовать спин электрона в магнитных наноструктурах для записи, хранения и передачи информации. Перспективными материалами наноспинтроники являются спирально-упорядоченные магнитные наноструктуры, в которых для записи информации используется киральность (направление поворота магнитных моментов). Целью настоящего исследования является определение микроскопической магнитной структуры кирально-упрядоченных сверхрешеток как потенциальных элементов устройств наноспинтроники методами ядерного резонансного рассеяния и спектроскопии с использованием синхротронного излучения, а также дальнейшее развитие таких методов применительно к редкоземельным сверхрешеткам на основе диспрозия. Конкретными задачами исследования ставится синтезировать высокосовершенные сверхтонкие пленки диспрозия и многослойные наноструктуры диспрозий-гадолиний, определить их кристаллическую структуру и магнитные свойства, научиться определять их киральность методами ядерного резонансного рассеяния и отыскать пути для направленного изменения киральности таких наноструктур.
Актуальность и новизна исследования
Исследование неколлинеарных магнитных наноструктур как потенциальных материалов для нового поколения систем записи, хранения и передачи информации в последние годы ведется очень интенсивно в ведущих мировых лабораториях и научных центрах. В числе перспективных наноструктур предлагаются и кирально-упорядоченные наносистемы, однако, исследование таких структур находится на начальной стадии. Использование в качестве таких материалов наноструктур на основе геликоидально-упорядоченых магнетиков (диспрозий) – новая идея. Уникальной особенностью проводимого исследования является использование новых методов ядерного резонансного рассеяния, которые никогда не принялись ранее для определения киральности редкоземельных магнетиков.
Описание исследования

В качестве объектов исследования были выбраны тонкие пленки Dy и сверхрешетки Dy/Gd, для которых характерно наличие геликоидально-упорядоченной магнитной структуры при пониженных температурах. Синтез образцов проводился современными методами высоковакуумного магнетронного распыления и молекулярно-лучевой эпитаксии. Для структурной характеризации полученных наноструктур использовались современные рентгеноструктурные методы – рентгеновская дифракция высокого разрешения и рентгеновская рефлектометрия, а также рефлектометрия поляризованных нейтронов. Макроскопические магнитные свойства полученных наноструктур были определены с помощью сквид-магнитометрии и вибрационной магнитометрии. Были рассчитаны модельные спектры ядерно-резонансного рассеяния от пленок диспрозия с различными типами магнитного упорядочения. Для определения внутрислойной магнитной структуры в пленках и слоях диспрозия была применена ядерная резонансная рефлектометрия с использованием синхротронного излучения.

Результаты исследования

Было проведено моделирование спектров ядерно-резонансного отражения для спирального упорядочения в тонких пленках и периодических структурах на основе диспрозия. Была впервые обоснована возможность применения такой методики для определения параметров магнитного упорядочения в магнитных наноструктурах на основе диспрозия.

Впервые методом высоковакуумного магнетронного распыления были успешно синтезированы эпитакаксиальные тонкопленочные структуры на основе диспрозия и сверхрешетки диспрозий-гадолиний с контролем степени совершенства на атомном уровне. Были оптимизированы условия синтеза (подложки, композиция, температуры, скорости роста и др.), позволяющие получить наноструктуры с заданной кристаллографической ориентацией.  С помощью рентгеноструктурных исследований было показано наличие в синтезированных образцах высокосовершенной слоистой структуры с резкими межслойными границами. С помощью комбинированных магнитометрических и нейтронографических измерений установлено, что в ряде образцов при низких температурах формируются геликоидально-упорядоченные магнитные структуры. Впервые были экспериментально детектированы спектры ядерно-резонансной рефлектометрии от тонких пленок диспрозия, содержащих изотоп 161Dy.

Практическая значимость исследования
На первом этапе выполнения проекта были успешно синтезированы кирально-упорядоченные многослойные наноструктуры на основе диспрозия, определены их структурные и магнитные свойства, проведены исследования их микроскопической магнитной структуры с помощью ядерного резонансного рассеяния. Анализ полученных результатов по ядерной резонансной рефлектометрии и дифракции совместно со структурными, магнитными и др. данными позволит определить толщинные зависимости профилей намагниченности в исследуемых сверхрешетках и отыскать пути управления ими. Полученные результаты будут способствовать созданию новых материалов наноспинтроники на основе кирально-упорядоченных магнитных сверхрешеток.