Специалисты Института физики Казанского федерального университета (КФУ) с коллегами из Московского физико-технического института (МФТИ) впервые вырастили эпитаксиальные тонкие пленки сплава палладий–железо с непрерывным контролируемым распределением магнитной примеси по толщине. С помощью пленок можно управлять потоком магнонов в устройствах посткремниевой электроники, использующей магноны как способ передачи информации.
Магноника использует магнитные материалы, в которых перенос энергии осуществляется с помощью тока магнонов, особых квазичастиц — спиновых волн. Пленки смогут применить в работе специалисты из Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук.
Для получения сплавов использовались две испарительные ячейки с палладием и железом. При росте пленки температура ячейки с палладием оставалась постоянной, а ячейки с железом изменялась по запрограммированному протоколу изменения скорости нагрева/охлаждения ячейки во времени, что позволило вырастить пленки с неоднородным распределением железа в матрице палладия.
Основная цель работы — изучение возможности управления спектром стоячих спин-волновых резонансов. Для этого ученые исследовали возбуждение в них спиновых волн методом ферромагнитного резонанса в различных геометриях и температурах измерений. По словам заведующего кафедрой квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики Романа Юсупова, основной экспериментальный результат заключался в наблюдении картины резонансного поглощения, соответствующей заранее заданному ферромагнитному профилю пленок:
«Наши образцы являются низкотемпературными ферромагнетиками, однако мы показали, что можно сдвинуть интервал градиента концентрации железа в палладии так, чтобы спиновые волны наблюдались и при комнатной температуре, что важно для практических приложений в магнонике, не требующей охлаждения компонентов».
По словам руководителя проекта Амира Гумарова, исследование ученых КФУ поможет развитию магноники в направлении передачи и обработки информации. Работа опубликована в специальном выпуске американского журнала Journal of Vacuum Science & Technology A. Исследования выполнены на базе НИЛ «Гетероструктуры для посткремниевой электроники» Института физики КФУ, созданной в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет–2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
