Надежды на материал для электроники будущего развеяны

Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» опубликовали экспериментальные результаты исследования магнитных и транспортных свойств сплава Mn₂FeAl (марганец-железо-алюминий) — материала, считавшегося весьма перспективным для спинтроники, — и обнаружили расхождение полученных данных с теоретическими расчетами, опубликованными ранее зарубежными учеными. Данные исследования опубликованы в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Сегодня такие интерметаллические соединения на основе марганца, как тройной сплав Mn₂FeAl, находятся в центре внимания ученых. Марганец относительно дешев и доступен, в этих сплавах можно реализовать большое количество кристаллографических структур. Что еще важнее, их считают перспективными для применения в спинтронике — современной альтернативе кремниевой электронике.

«Поиск материалов с полуметаллическим типом проводимости — чрезвычайно важная задача, так как их планируется использовать в устройствах спинтроники. Для применения в спинвентильных структурах необходимо, чтобы материал имел 100% спиновую поляризацию, то есть все магнитные моменты электронов в нем должны быть направлены в одну сторону. Это позволяет увеличить эффективность устройств спинтроники», — говорит один из авторов исследования Дмитрий Карпенков.

Ученые НИТУ «МИСиС» решили проверить теоретические предсказания зарубежных авторов, которые утверждали, что для сплава Mn₂FeAl будет наблюдаться нужный тип проводимости. Они синтезировали (методом индукционной плавки с последующим изотермическим отжигом) образец в однофазном состоянии и впервые исследовали его магнитные и транспортные свойства.

«Образцы оказались сильно фрустрированным магнетиком — то есть сильно разупорядоченным, не имеющим дальнего магнитного порядка. Эти данные противоречат результатам расчетов из первых принципов, согласно которым Mn₂FeAl является полуметаллическим ферромагнитным сплавом Гейслера, кристаллизующимся по типу структуры L21. Результаты исследования магнитных свойств подтвердили сильное разупорядочение магнитной структуры. Мы показали, что транспортные свойства Mn₂FeAl аналогичны свойствам так называемых "плохих металлов", характеризующихся аномально высоким электросопротивлением в сравнении с простыми металлами», — рассказал Дмитрий Карпенков.

По словам ученых, далее они продолжат развивать поиск материалов со 100% спиновой поляризацией, включая получение новых теоретических предсказаний и экспериментальные проверки «материалов-кандидатов».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.