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 20-79-10028
НазваниеЭпитаксиальные наноструктуры функциональных оксидов на германиевой платформе для спинтроники
Руководитель Аверьянов Дмитрий Валерьевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" , г Москва
Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-701 - Электронная элементная база информационных систем
Ключевые слова наноэлектроника, спинтроника, функциональные оксиды, германий, тонкие пленки, интерфейс, гетероструктуры, полупроводник, оксид европия, молекулярно-лучевая эпитаксия, рентгеновская дифракция, электронная микроскопия, спиновая поляризация
Код ГРНТИ47.09.48
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Приближение предела миниатюризации полупроводниковых приборов смещает парадигму развития информационных технологий к использованию новых функциональных материалов. В частности, функциональные оксиды становятся важной частью наноэлектроники и спинтроники: их разнообразные физические свойства и многофункциональность дают импульс новым концепциям элементной базы электроники. Ряд кристаллических оксидов успешно интегрирован с полупроводниковыми технологическими платформами, с приложениями от изоляторов с высокой диэлектрической проницаемостью в МОП-структурах до приборов на ферроэлектриках. Наибольшие усилия были направлены на сопряжение оксидов с кремнием. В то же время германий обладает явными преимуществами для ряда приложений, прежде всего ввиду высокой подвижности носителей и значительного спин-орбитального взаимодействия. Однако, общие методы создания эпитаксиальных гетероструктур оксид/германий с атомно-резким интерфейсом еще не разработаны.
Главной целью проекта является разработка устойчивых методов молекулярно-лучевой эпитаксии функциональных оксидов на германии. По аналогии с ростом оксидов на кремнии, будет использован инжиниринг субмонослойных основ - поверхностных фаз реконструкций металлов. Способность реконструкций защищать поверхность германия от побочных фаз при синтезе оксидов будет исследована с помощью тестовых систем. В основном будут изучены синтез и свойства гетероструктур ферромагнитного оксида европия на подложках германия. Использование Ge различной ориентации позволит получить как полярный, так и неполярный интерфейс EuO/Ge. Для создания оптимального спинового контакта между EuO и германием будет исследован синтез с использованием графеновой прослойки, приводящий к гетероструктурам EuO/graphene/Ge. Для полученных систем будет проведен многосторонний анализ атомной структуры, изучены магнитные и транспортные свойства. Как итог проекта, будут не только выработаны общие рецепты синтеза кристаллических оксидов на германии, но и будет всесторонне исследована новая перспективная система полупроводниковой спинтроники EuO/Ge. Результаты будут опубликованы в виде не менее 12 статей в ведущих международных журналах.
Новизна проекта определяется как тем, что проблема инжиниринга интерфейсов оксид/германий для эпитаксиального роста пленок практически не изучена, так и тем, что синтез спинового контакта EuO/Ge до сих пор не осуществлен. Выполнимость проекта обеспечивается тремя основными составляющими. Во-первых, это значительный научный задел. Проведены масштабные исследования по росту функциональных оксидов на различных платформах, включая кремний и графен, выработаны практические приемы роста оксидов на химически активных подложках, имеется значительный опыт синтеза и исследования свойств оксидов европия и стронция. Во-вторых, у коллектива имеется все необходимое оборудование для выполнения работ по проекту, налаженное международное сотрудничество обеспечит возможность проведения дополнительных исследований на синхротронах. В-третьих, коллектив сбалансирован, то есть содержит профессионалов по всем направлениям проекта. Работы коллектива соответствуют мировому уровню и публикуются в ведущих научных журналах - за последние 5 лет руководитель проекта опубликовал совместно с участниками коллектива 18 статей в журналах Q1, в том числе 5 с импакт-фактором выше 10. Можно ожидать, что полученные результаты зададут мировой уровень исследований в области синтеза гетероструктур оксид/германий и приведут к значительному развитию полупроводниковой спинтроники.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ