Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с зарубежными коллегами открыли сверхпроводниковый диодный эффект (СДЭ), который уже сейчас может быть использован при создании электронных устройств для космической отрасли, работающих в условиях сверхнизких температур.
«Наша международная исследовательская команда работает над изучением новых физических явлений, возникающих на стыке магнетизма и сверхпроводимости. В своей работе мы впервые продемонстрировали возможность переключения направления сверхтока без использования внешнего магнитного поля. Одним из препятствий, которые стоят на пути к реализации новых электронных приборов, является использование сверхнизких температур, близких к абсолютному нулю. Однако уже сейчас структуры, на основе которых реализуется СДЭ, могут быть использованы для создания электронных компонентов, работающих в космосе. Они менее подвержены ионизирующему космическому излучению по сравнению с полупроводниковой электроникой. Это позволит в будущем делать более надежные и устойчивые к радиации электронные компоненты», — отметил один из соавторов статьи, проректор по научной работе ДВФУ Александр Самардак.
Научный коллектив, используя нецентросимметричные многослойные пленки со стеком «сверхпроводник/ферромагнетик», выявил СДЭ, полярностью которого можно управлять без приложения внешнего магнитного поля: через контроль направления намагниченности в ферромагнитных слоях. Метод нарушения симметрии сверхрешеток универсален и управляем, что дает основания для разработки и изучения новых материалов с высоким потенциалом практического использования в электронике и электротехнике. Однако микроскопический механизм, с помощью которого СДЭ управляется магнетизмом, все еще неясен, и ожидается, что в будущем он будет установлен как экспериментальными, так и теоретическими подходами.
«Если говорить про дальнейшие планы, то мы продолжим улучшать характеристики диодов, в том числе с использованием новых материалов. Это поможет упростить создаваемые функциональные элементы для суперкомпьютеров, высокотехнологичных медицинских, космических и промышленных устройств», — добавил Александр Самардак.
Напомним, при поддержке программы мегагрантов национального проекта «Наука и университеты» в ДВФУ создана лаборатория спинорбитроники мирового уровня. В ней уже сейчас разрабатывают научные и технологические основы нового поколения «умной» электроники для высокопроизводительных энергоэффективных вычислений и телекоммуникаций. На базе лаборатории планируют реализовать полный технологический цикл — от научно-исследовательских работ до испытаний и, возможно, опытного производства экспериментальных образцов трековой памяти и логических элементов для нового поколения электроники. Здесь же готовят новое поколение высококвалифицированных исследователей.
Исследование проводится в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» по стратегическому направлению развития ДВФУ «Физика и материаловедение», а его результаты опубликованы в одном из самых престижных научных изданий мира — Nature Nanotechnology.
