Een team van wetenschappers van het Krasnoyarsk Scientific Center (Siberische afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen) en de Siberische Federale Universiteit hebben dunne ferromagnetische kristalfilms gesynthetiseerd en een technologie ontwikkeld voor hun vormgeving. Verwerkte films kunnen worden gebruikt in elektronische en spintronische chips. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Dunne vaste films .

Het team maakte films van honderden tot tientallen nanometers dik, bestaande uit ijzersiliciden gesynthetiseerd op een siliciumsubstraat. IJzersiliciden zijn verbindingen van ijzer en silicium die bij bepaalde temperaturen meestal ferromagnetische eigenschappen hebben. Er zijn ook niet-magnetische ijzersiliciden met unieke optische eigenschappen die in de praktijk kunnen worden gebruikt.

Films zoals deze worden gebruikt als actieve onderdelen in optische en fotonische apparaten, evenals in integrale elektronische en spintronische chips. Dunne ferromagnetische films openen veel perspectieven voor spintronica (een wetenschapsgebied dat voorziet in het creëren van informatieopslag- en verwerkingsapparatuur). Dergelijke apparaten verbruiken minder elektrische energie en hebben hogere werksnelheden in vergelijking met traditionele elektronische apparaten.

Echter, om dergelijke apparaten te ontwikkelen, wetenschappers hebben films nodig om specifiek gevormd te worden. Het betekent dat een sjabloon moet worden toegepast op gesynthetiseerde films, en ze moeten er volgens worden gesneden. Om dit te doen, wetenschappers gebruiken etsen. De techniek kan nat (chemisch) of droog (plasma, reactief-ion, of gewoon ion). Tijdens het nat etsen, een film wordt in vloeistof geplaatst - een etsmiddel dat de rest oplost. Daarvoor bedekken wetenschappers de films met "maskers" met behulp van fotolithografie om de vereiste configuratie vast te stellen. Een dergelijk masker beschermt het gewenste deel van de film tegen oplossen. Bij droogetsen, hetzelfde resultaat wordt bereikt met een gas dat het materiaal fysiek of chemisch vernietigt.

"We hebben de toepassing van deze aanpak verbreed, breidde het uit tot nieuwe ijzer-siliciumlegeringen, en liet zien dat het werkt. We hebben ook de etssnelheid bepaald en een microapparaat ontwikkeld. Dezelfde methoden kunnen worden gebruikt voor de productie van verschillende structuren in de elektronica, fotonica en andere toepassingen, " zei Anton Tarasov, een co-auteur van het artikel, kandidaat voor fysische en wiskundige wetenschappen, een wetenschappelijk medewerker van het Kirensky Institute of Physics (FRC KSC van SD RAS), en senior docent aan de Siberische Federale Universiteit.

De wetenschappers wijzen erop dat een groot voordeel van de nieuwe films niet alleen hun elektronische en magnetische eigenschappen zijn, maar compatibiliteit met de meest populaire technologische halfgeleiders. Het betekent dat deze films kunnen worden gekweekt op bases gemaakt van silicium, germanium, en galliumarsenide. Dit zal het team helpen om op een eenvoudigere en meer betaalbare manier hoogwaardige dunne films met specifieke vormen en geometrie te verkrijgen. Bovendien, de verkregen resultaten vergroten de selectie van materialen die wetenschappers kunnen gebruiken om apparaten te ontwikkelen.

"Door deze technologie te gebruiken, men kan spintronische of fotonische apparaten maken, omdat ijzersiliciden eigenschappen hebben die toepasbaar zijn in deze wetenschapsgebieden. Direct, we kweken nieuwe films en bestuderen de effecten die afhankelijk zijn van hun topologie, ’ concludeerde de wetenschapper.