Победители конкурса персональных грантов имени И.Е. Тамма: Александр Турпак

В 2022 году Институт наукоемких технологий и передовых материалов объявил конкурс им. И.Е. Тамма для магистрантов на получение персональных грантов общим объемом 1,5 млн рублей. Гранты выделяются для научных исследований в области физики, нанотехнологий, наноматериалов и наноэлектроники, поступившим в магистратуру ДВФУ по направлениям «Физика» и «Электроника и наноэлектроника». Исследования должны быть выполнены в течение первого года обучения в магистратуре. Александр Турпак, один из победителей конкурса, получил грант на проект ««Перемагничивание током систем из двух взаимодействующих магнитных слоев с перпендикулярной и плоскостной магнитными анизотропиями».

Персональные гранты имени лауреата Нобелевской премии по физике академика И.Е. Тамма поддержаны Фондом целевого капитала Дальневосточного федерального университета.

О поступлении

– После 9 класса я поступил в колледж при ДВФУ и отучился 4 года по специальности «Информационные технологии по отраслям». Сразу решил получать высшее образование, поэтому на втором курсе колледжа сдал ЕГЭ. Хотел продолжить обучение по направлению «Инфокоммуникационные технологии», но при поступлении не хватало баллов, был большой конкурс. Направление подготовки «Электроника и наноэлектроника» в тот год было относительно новым направлением, про него еще мало кто знал. Я спокойно проходил по баллам, выбрал это направление, и не пожалел. Хотя учиться после колледжа было очень сложно: последние два года обучения у меня были только профильные предметы, а в университете на первом курсе пришлось серьезно вспоминать школьную программу по физике и математике. Но я справился!

О работе в лаборатории

– На третьем курсе я пришел на практику в лабораторию пленочных технологий, которая специализируется на исследовании магнитных материалов. На первом курсе у нас была практика в Институте автоматики и процессов управления, в лаборатории А.А. Саранина, а на втором курсе практики не было, потому что это был разгар ковида, мы все разъехались по домам и учились дистанционно. Этот пробел, конечно, чувствуется – фундаментальная наука мне до сих пор дается тяжеловато, еще не все понятно.

В лаборатории пленочных технологий мы занимаемся «напылением» образцов на кремниевую подложку разных металлов очень тонким слоем, порядка десятков ангстрем (10^-10) – палладий, медь, кобальт, тантал. Получается пленка с определенными магнитными свойствами. Если свойства данной пленки подходит для наших задач, исследуем пленочку дальше. Если нет – меняем какие-то параметры (например, увеличиваем толщину слоя) и «напыляем» следующий образец. В лаборатории стоит сверхвакуумная установка «Omicron Multiprobe Surface Science Systems», которая позволяет очень точно получать нужную толщину пленки.

О научном проекте

– Я написал проект по исследованию магнитных свойств пленок с продольной и перпендикулярной анизотропиями в слоях кобальта. Главная цель работы – формирование так называемой T-структуры, в которой намагниченность в двух слоях кобальта в остаточном состоянии ориентирована в одном слое в его плоскости, а другом слое – перпендикулярно его плоскости. Интерес к T–структурам связан с возможным переключением намагниченности в слое с ПМА из-за спинового потока электронов, вызванного спин-зависимым рассеянием электронов в слое с продольной намагниченностью.

Я постараюсь объяснить более просто: допустим, у нас есть два слоя кобальта, разделенные немагнитным материалом. Более толстый нижний слой – с плоскостной анизотропией, верхний тонкий слой – с перпендикулярной анизотропией. Когда через образец проходит ток, у которого намагниченность в плоскости, из-за аномального Эффекта Холла возникает разность потенциалов на верхней и нижней границе слоя с плоскостной анизотропией. Электроны у верхней границы проходят через немагнитный слой (например, слой меди), попадают в магнитный слой с намагниченностью перпендикулярно плоскости. Эти инжектированные электроны передают вращательный момент намагниченности. Это процесс описывает простой сценарий того, как достигается переключение SOT-эффект.

О планах на будущее

– Я планирую за счет полученного гранта написать магистерскую диссертацию. Было бы неплохо на втором курсе магистратуры пройти стажировку в другом университете или институте в России. Далее планирую поступать в аспирантуру, здесь же, в ДВФУ, написать и защитить кандидатскую диссертацию. Я хочу дальше работать научным сотрудником и ставить новые эксперименты. И было бы интересно поработать на реальном производстве, хочется, чтобы на основе наших разработок магнитных материалов появились не просто образцы, а новые электронные устройства.

О советах школьникам

– Надо учить физику и математику! Эти предметы очень важны, на них отводится много часов на 1-2 курсе, и можно восполнить школьные пробелы. Навыки программирования тоже нужны, но немного другие, чем учат в колледже, – здесь требуется программирование физического характера, например, программирование контроллера для проведения измерений. И обязательно нужен английский язык. Все научные публикации, которые выпускает наш коллектив, – на английском языке. Чтобы подготовить эксперимент, нужно предварительно много читать – кто и что в этой области уже сделал, какие результаты получил, а все эти статьи тоже только на английском языке. На Google не надейтесь, он переводит очень приблизительно, нужно самим хорошо разбираться в теме.