КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-72-10176
НазваниеРазвитие методов создания и диагностики ферромагнитных наноструктур
Руководитель Татарский Дмитрий Аркадьевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" , Нижегородская обл
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления
Ключевые слова Тонкие магнитные плёнки, ферромагнетик, взаимодействие Дзялошинского-Мория, просвечивающая электронная микроскопия, лоренцевая электронная микроскопия, туннельные магнитные контакты
Код ГРНТИ29.19.39
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Ферромагнитные наноструктуры являются базовыми элементами для создания новых систем обработки и хранения информации, детектирования слабых магнитных полей, магнитокалорических и других функциональных материалов. Их геометрические размеры сравнимы с характерными масштабами, определяющими свойства объемных материалов, такими как толщина доменной стенки, обменная длина, длина пробега электрона с сохранением спина и др. Все эти характерные длины лежат в нанометровом диапазоне. Поэтому для создания ферромагнитных нанострукутр применяются методы нанолитографии. В силу малых размеров этих объектов актуальна проблема диагностики их магнитного состояния. Особое место среди методов диагностики занимает электронная микроскопия, обладающая предельно высоким (атомарным) пространственным разрешением. Этот метод включает и так называемую лоренцеву электронную микроскопию неоднородных магнитных состояний, которая имеет широкое распространение в мире и практически не используется в нашей стране. В рамках проекта мы планируем развить методы нанолитографии и электронной микроскопии, решив ряд актуальных задач создания ферромагнитных нанострукутр. А именно:
1. Методом лоренцевой электронной микроскопии исследовать неоднородные магнитные состояния (домены, скирмионы) в тонких ферромагнитных пленках и многослойных структурах. Особое внимание планируется уделить стохастическим магнитным распределениям ("магнитная рябь") в ферромагнитных поликристаллических пленках и системах с поверхностно индуцированным взаимодействием Дзялошинского-Мория. Методами электронной и зондовой микроскопии исследовать морфологию поверхности тонких магнитных плёнок и особенности их поликристаллической структуры с целью выяснения природы одноосной магнитной анизотропии, возникающей в плоскости образца при создании пленок методами напыления. Этот эффект известен более полувека, но не получил своего объяснения.
2. Развить методы электронной и ионной нанолитографии с целью
- создания магнитных туннельных контактов субмикронных латеральных размеров, что обеспечит возможность управления их магниторезистивными свойствами
- направленной модификации свойств интерфейсов в многослойных структурах ферромагнетик/"тяжелый" металл , ферромагнетик/антиферромагнетик и др. под действием сфокусированных низкоэнергетичных ионов Не, Ga. Этот метод нанолитографии успешно апробирован нами при создании решеток скирмионов в многослойных структурах Co/Pt и будет распространен на другие системы, магнитные свойства которых определяются свойствами интерфейсов.
3. Методом магнетронного напыления создать многослойные структуры, состоящие из магнитных слоев (Co, CoFe, CoFeB и др.), разделенных как слоями изолятора (MgO, AlO и др.), так и нормального металла (Pt, Ta, W и др.) или «слабого» ферромагнетика (Gd, NixCu1-x и др.). Методом просвечивающей электронной микроскопии (высокоразрешающая электронная просвечивающая микроскопия, нанодифракция, спектроскопия потерь энергии электронов) исследовать поперечные срезы этих многослойных систем и установить корреляцию между их структурными и магнитными свойствами. Эти исследования необходимы для совершенствования магнитных туннельных контактов с эффектом гигантского магнитосопротивления, создания новых магнитокалорических материалов, изучения новых киральных распределений намагниченности.
Отметим также, что работа над проектом позволит привлечь и закрепить в научной сфере молодых сотрудников, аспирантов и перспективных студентов Нижегородского университета им. Н.И.Лобачевского.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ