Метод формирования поверхностных фаз системы Si(111)-(Au,Mn)

Название разработки

Метод формирования поверхностных фаз системы Si(111)-(Au,Mn).

Новизна

Обнаружено формирование ряда новых упорядоченных наноструктур, представляющих собой реконструкции Au/Si(111), содержащие малые концентрации атомов Mn. Исследовано влияние адсорбции Mn на структуру поверхности Au/Si(111). Выделены наноструктуры, обладающие полупроводниковыми свойствами, что позволяет рассматривать их, как перспективные низкоразмерные полупроводники с растворенной магнитной примесью.

Назначение

Наноматериалы. Магнитные наноматериалы, как перспективные разбавленные магнитные полупроводники для создания элементной базы спинтроники.

Описание, характеристики

Используя метод сканирующей туннельной микроскопии, были исследованные эффекты, вызываемые адсорбцией менее 0,1 монослоя (МС) Mn на реконструкции Au/Si(111). Было определено, что малое количество Mn разрушает первоначальные структуры 5х2-Au и a-√3х√3-Au и начинает формирование новых упорядоченных структур 8х2, 10х2 и 2√21х2√21, которые, по существу, являются структурами Au/Si(111), разбавленными атомами Mn. Концентрация Mn в этих структурах очень мала и составляет 1 или 2 атома на элементарную ячейку, т.е., в пределах от 0,012 до 0,1 МС. Метод сканирующей туннельной спектроскопии показал, что структура 2√21х2√21 является металлической, тогда как структуры 8х2 и 10х2 — полупроводниковыми. Последние реконструкции предположительно являются наилучшим кандидатами на роль низко-размерных разбавленных магнитных полупроводников.

Научная и практическая значимость

Наноструктуры, обладающие полупроводниковыми свойствами, являются перспективными низкоразмерными полупроводниками с растворенной магнитной примесью.

Преимущества перед известными аналогами

Данная система Si(111)-(Au,Mn) впервые была исследована в рамках НИР. Согласно литературным данным исследование этой системы не проводилось ни одной из исследовательских групп как в России, так и зарубежом. Результаты являются уникальными и не имеют аналогов.

Область(и) применения

Наноматериалы и наноэлектроника. Исследования проводились в рамках поиска новых материалов с улучшенными характеристиками для спинтроники. В частности, разбавленные магнитные полупроводники обладают рядом уникальных свойств, например, из-за возможности управлять их магнитными свойствами с помощью электрического поля и перспективных применений (например, сочетанием магнитных свойств для ячеек памяти и полупроводниковых свойств для логических цепей).

Правовая защита

Объект авторского права. Полученные результаты представлены в статье:

N.V. Denisov, A.A. Yakovlev, O.A. Utas, S.G. Azatyan, A.V. Zotov, A.A. Saranin, L.N. Romashev, N.I. Solin, V.V. Ustinov. Ordered Mn-diluted Au/Si(111) reconstructions. Surf.Sci., 2012, Vol. 606, Iss.1-2, P.104-109.

Стадия готовности к практическому использованию

НИР. Исследовано влияние адсорбции Mn на структуру поверхности Au/Si(111). Обнаружено формирование ряда новых упорядоченных наноструктур, представляющих собой реконструкции Au/Si(111), содержащие малые концентрации атомов Mn. Выделены наноструктуры, обладающие полупроводниковыми свойствами, что позволяет рассматривать их, как перспективные низкоразмерные полупроводники с растворенной магнитной примесью.

Авторы

Кафедра физики низкоразмерных структур.

Денисов Н.В., Яковлев А.А., Утас О.А., Азатьян С.Г., Зотов А.В., Саранин А.А.