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 22-23-01189

НазваниеКомпьютерный дизайн новых магнитных наноматериалов на основе 2D графеноподобных материалов для устройств магнитной записи и спинтроники.

Руководитель Карцев Алексей Иванович, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук , Хабаровский край

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов

Ключевые слова Двумерные материалы, низкоразмерный магнетизм, теория функционала электронной плотности, магнитный адатом, первые принципы,

Код ГРНТИ31.15.25

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Стремительное развитие цифровых технологий и сопутствующий ему рост объёма передаваемой и обрабатываемой информации ставит новые вызовы перед микроэлектронной промышленностью, предъявляя все большие требования к быстродействию устройств обработки данных и объёму запоминающих устройств. К сожалению, в настоящее время практически достигнуты физические пределы плотности записи информации в запоминающих устройствах и плотности расположения элементов в полупроводниковых чипах и микросхемах. Ввиду этого, современная микроэлектронная индустрии опирающаяся на классические принципы микроэлектроники не способна ответить на поставленные перед ней вызовы так как в ее распоряжении находится компонентная база не обладающая необходимыми характеристиками. Таким образом, встает фундаментальный вопрос о еще большей миниатюризации и оптимизации устройств магнитной записи и спинтроники. Одним из перспективных подходов для решения задачи по созданию устройств нового поколения является разработка новых систем на основе наноматериалов, где возможно манипулирование информацией на уровне единичных атомов, а на выходе имеется приемлемое соотношения сигнала к шуму. Уже сейчас в условиях гелиевых температур получены первые образцы материалов с возможностью записи информации, где одному биту соответствует одиночный магнитный атом на поверхности изолятора [1]. Тем не менее, для развития данного направления и выявления новых систем обладающих большей устойчивостью по отношению к внешней среде и применимых для реального промышленного производства устройств на их основе, необходимо провести дальнейшие систематические исследования по выявлению и созданию наноматериалов данного класса обладающих наилучшими характеристиками. Используя передовые методы компьютерного дизайна материалов, предполагается разработать новые двумерные графеноподобные структуры [2,3], сочетающие в себе уникальные электронные свойства и обладающие высокой магнитной анизотропией [4], и на основе сравнительного анализа их магнитных и электронных свойств выбрать наиболее технологически пригодные для применения в различных отраслях электронной промышленности, ориентированных на изготовление устройств магнитной записи и обработки информации. Поскольку возможность регулирования свойств данных двухмерных соединений путем допирования и изменения подложки, на которой они выращиваются, позволяет производить материалы с требуемыми для потребителей свойствами, то актуальным является проведение теоретических комплексных исследований их электронных и магнитных структур с выявлением трендов их изменений. Такие исследования позволят на основе первопринципного моделирования различных чистых и допированных двумерных материалов с графеноподобной структурой, выращенных на различных подложках, обосновать требования к магнитным и электронным свойствам этих материалов для применения в спинтронике и электронике. Эти результаты будут методологической основой для разработки научно обоснованных технологий получения широкой номенклатуры новых двумерных магнитных материалов, а также изучения и определения влияния примесей и дефектов на их конечные магнитные и электронные свойства. Это, в свою очередь, расширит область применения данных материалов в технике и производстве наноустройств, например, таких как элементы памяти спинтроники и поверхностей с высокой плотностью магнитной записи. Также важно отметить, что в данных материалах можно реализовать структурные состояния, которые трудно или невозможно получать в обычных (массивных или объемных) магнитных образцах. Это существенно увеличивает возможности исследования связи между структурными характеристиками и физическими свойствами двумерных магнитных материалов. Литература: [1] Natterer, Fabian D., Kai Yang, William Paul, Philip Willke, Taeyoung Choi, Thomas Greber, Andreas J. Heinrich, and Christopher P. Lutz. "Reading and writing single-atom magnets." Nature 543, no. 7644 (2017): 226-228. [2] 2D magnetism gets hot. Nature Nanotech 13, 269 (2018). https://doi.org/10.1038/s41565-018-0128-9 [3] Gibertini, M., Koperski, M., Morpurgo, A. F., & Novoselov, K. S. (2019). Magnetic 2D materials and heterostructures. Nature nanotechnology, 14(5), 408-419. [4] Burch, K. S., Mandrus, D., & Park, J. G. (2018). Magnetism in two-dimensional van der Waals materials. Nature, 563(7729), 47-52.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---