Поделиться
В России создан двумерный магнит, который поможет преодолеть технологические пределы микроэлектроники
В Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» разработали новый материал — двумерный магнит, который позволит продолжить развитие традиционной кремниевой электроники в сторону уменьшения размеров и увеличения функциональности.
Перспектива для электроники
В Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» создали новый двумерный магнит, который поможет усовершенствовать электронику, сообщил Национальный центр на своем сайте.
Материал представляет собой графеноподобные слои AlSi из чередующихся атомов алюминия и кремния, сопряженные со слоями Gd (гадолиния), обеспечивающими магнитные свойства системы.
«Традиционная электроника на основе кремниевой платформы подошла к своему технологическому пределу. Для обеспечения компактности и функциональности элементной базы электроники необходимы новые технологии и материалы», — говорится в сообщении ученых.
Исследование осуществлялось при грантовой поддержке Российского научного фонда (РНФ), результаты опубликованы в журнале Small.
2D-магнит
Для синтеза материала был разработан подход, основанный на стабилизации слоистых структур в 2D-пределе и позволяющий контролировать толщину с точностью до монослоя. 2D-магнит — это магнитная система толщиной в один или несколько атомных слоев.
От толщины зависят свойства материала, прежде всего магнитные. Были получены пленки толщиной от одного до 10 монослоев, «поэтому разработка открывает широкие перспективы для синтеза целой серии новых материалов наноэлектроники и спинтроники», говорят ученые.
Интеграция материала с кремниевой платформой была достигнута естественным путем за счет использования подложки кремния в качестве реагента.
«Обычно в химическом синтезе рассматривается зависимость продуктов реакции от внешних условий, таких как температура и давление. Однако результат химической реакции может зависеть и от размерности системы, быть разным для двумерных и трехмерных систем. Возникающая химия низких размерностей дает возможность получать ранее неизвестные вещества. Это то, чем можно и нужно пользоваться при дизайне материалов электроники. Именно такой подход позволил нам синтезировать новый двумерный магнит GdAlSi — технологичный материал с интересными функциональными свойствами», — объяснил руководитель проекта Андрей Токмачев, ведущий научный сотрудник лаборатории новых элементов наноэлектроники Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.
Спинтроника
Физики «Курчатовского института» одним из наиболее перспективных направлений развития электроники называют спиновую электронику — спинтронику. Она предлагает энергоэффективную альтернативу, основанную не на переносе заряда, а на управлении магнитным моментом электрона. Для этого нужны новые магнитные материалы.
Исследования 2D-магнитов активно ведутся, в том числе в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт», который в июле 2024 г. сообщал еще об одном двумерном материале для спинтроники, созданном в его лаборатории новых элементов наноэлектроники на основе графена. Это была структурная пара «двумерный магнит — графен», интегрированная в кремниевую технологию.
«Мы полагаем, что материалы спиновой электроники на основе графена перспективны для создания новых технологий хранения, обработки и передачи информации. Мы планируем синтезировать целый ряд таких материалов, варьируя их состав», — сказал тогда руководитель проекта по гранту РНФ Дмитрий Аверьянов.
Короткая ссылка
