Ученые ДВФУ и Китая выявили переключение намагниченности без внешнего магнитного поля
17 мая 2022
Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Института Физики Китайской академии наук совместно обнаружили новый механизм управления намагниченностью в наноструктурах с помощью спинового тока. Разработка позволяет создать магниторезистивную память с произвольным доступом, для которой характерны низкое энергопотребление и высокая скорость «чтения-записи». Исследование магнитных материалов и создание элементной базы нового типа для энергоэффективной электроники — это ключевая задача для спинорбитроники. Результаты работы опубликованы в научном журнале AIP Publishing.
Ученые создали наноструктуру, которая имитирует ячейку памяти, состоящую из двух магнитных слоев с взаимноперпендикуярным направлением магнитных моментов (магнитная структура Т-типа). Пропуская ток через наноструктуру удалось переключить намагниченность в одном из слоев (то есть записать бит информации) без внешнего магнитного поля. Ученые обнаружили, что перемагничивание происходит вследствие нарушение симметрии в структуре из-за атомарных шероховатостей между слоями (эффект «апельсиновой кожуры»).
«Когда вы открываете новый механизм, определяемый структурой на атомарном уровне, то вы начинаете понимать физику процессов происходящих явлений и эффектов. Используя современную просвечивающую микроскопию, совместно с китайскими коллегами нами проведены исследования атомарных шероховатостей формируемых на интерфейсах между ферромагнитными и немагнитными слоями. Анализируя результаты экспериментальных методов и микромагнитного моделирования нами был объяснен механизм переключения намагниченности в наноструктурах с помощью спинового тока», — рассказал один из автор статьи, директор Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ Алексей Огнев.
Исследования с китайскими учеными позволяют создать новые материалы и технологии для микроэлектроники ближайшего будущего: нейропроцессоров, логических устройств и высокопроизводительной энергонезависимой памяти. Это особенно актуально в связи с развитием цифровых технологий, ростом объемов информации и требований к скорости ее обработки. Для ДВФУ это партнерство важно и с точки зрения подготовки высококвалифицированных специалистов в области физики и наноэлектроники. В научных работах по этому проекту принимают участие студенты по направлениям подготовки «Физика» (Фундаментальная и прикладная физика (совместно с НИУ ВШЭ, г. Москва) и «Электроника и наноэлектроника» — будущие кадры для высокотехнологической промышленности и микроэлектроники.
Исследование проводится в рамках программы «Приоритет 2030» по направлению «Физика и материаловедение», включающее исследования в области новых технологий и материалов, определено в Дальневосточном федеральном университете как одно из приоритетных для решения принципиально новых научно-технологических задач, которые находятся на переднем крае современной науки. Ученые ДВФУ ведут фундаментальные исследования и практические разработки по приоритетным направлениям Стратегии научно-технологического развития РФ, которые необходимы для перехода к технологиям будущего.
Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru