Найден идеальный материал для применения в спинтронике

Исследователи из Университета Иоганна Гуттенберга (Johannes Gutenberg University Mainz, JGU) впервые наблюдали 100% спиновую поляризацию сплава кобальта, марганца и кремния — материала Гейслера.

Интерметаллические сплавы с формулой X₂YZ, которые в 1903 г. изучал немецкий химик Фридрих Гейслер (Friedrich Heusler), привлекают повышенное внимание в перспективе создания устройств высокоплотного хранения информации. Эксперимент, проведенный в JGU, развеял высказывавшиеся ранее сомнения в пригодности сплавов Гейслера для этих целей, и продемонстрировал, что, по крайней мере один из них — Co₂MnSi — обладает необходимыми электронными свойствами.

Спиновая поляризация или степень параллельности ориентации спинов электронов, переносящих заряд, является фактором, определяющим пригодность материала для спинтроники. Идеальный кандидат должен обладать максимальной спиновой поляризацией, и именно это, что спины практически всех свободных электронов (93% +7% −11%) ориентированы в одном направлении, впервые доказано для тонкой эпитаксиальной пленки Co₂MnSi при комнатной температуре в эксперименте, поставленном в Университете Майнца.

Своим успехом эксперимент обязан технологии приготовления образцов в сверхвысоком вакууме, которая обеспечила идеальную упорядоченность кристаллической структуры материала Гейслера, в особенности, на поверхности. Поляризация спина измерялась методами ультрафиолетовой и ренгеновской фотоэмиссионной спектроскопии и сопоставлялась с данными теоретического анализа и численного моделирования.

Результаты, опубликованные онлайн в журнале Nature Communications, закладывают основу для будущей разработки высокопроизводительных спинтронных устройств, использующих материалы Гейслера. Потенциальные приложения этой технологии включают головки чтения жестких дисков и энергонезависимую память.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365