В США нашли способ делать тонкие пленки мультиферроика для чипов памяти
Способ изготовления ультратонких пленок для чипов памяти с низким энергопотреблением нашли ученые Брауновского университета в США, 28 октября пишет журнал Nature Materials.
Речь идет о пленках феррита висмута — материала из класса мультиферроиков, которые считаются перспективными для микросхем с низким энергопотреблением, говорится в публикации. Электрическую поляризацию таких веществ можно переключать небольшим напряжением, записывая таким образом данные, а считывать информацию можно магнитным способом, поясняют исследователи.
Однако при уменьшении толщины пленки кристаллическая решетка материала теряет нужную структуру, а внутренние поля подавляют электрическую поляризацию, отмечают авторы работы. Кроме того, в сверхтонких образцах могут возникать магнитные «мертвые слои», в которых нужные свойства пропадают, указывается в статье.
Чтобы решить эту проблему, ученые выращивали пленку феррита висмута на подложке из скандата диспрозия с меньшим периодом решетки. Возникающая при этом сжимающая деформация помогает сохранить структуру материала, а дополнительный металлический слой поглощает паразитные электрические поля и поддерживает поляризацию, сообщается в статье.
В результате исследователям удалось получить мультиферроидную фазу феррита висмута без «мертвого слоя», а при толщине пленки в четыре элементарные ячейки материал приобрел улучшенные магнитные характеристики. По данным ученых, в нем проявились признаки альтермагнетизма — состояния, которое сочетает особенности ферромагнетика и антиферромагнетика и дает быстродействие, плотную компоновку и достаточно сильный сигнал для считывания данных.
Авторы работы рассматривают ее как шаг к использованию мультиферроиков в вычислительных устройствах нового поколения, которым потребуется меньше энергии. Задача ученых, по словам одного из авторов исследования, доцента кафедры инженерии Брауновского университета Лукаса Каретты, — «научиться проектировать материалы в нужной форме, иногда даже превосходящей природную».
