Тонкі плівки «розріджених» магнітних напівпровідників вельми перспективні для додатків в сфері оптоелектроніки і спінтроніки

Останні дослідження в області «розріджених» магнітних напівпровідників підтверджують, що тонкі плівки цих складних матеріалів вельми перспективні для додатків в сфері оптоелектроніки і спінтроніки. Такі результати дала робота спільної групи американських та німецьких вчених, головною метою якої було вивчення надшвидкої спінової динаміки оксиду цинку і тонких плівок оксиду цинку з кобальтової домішкою, отриманих з розчину за допомогою техніки, що отримала назву Фарадеевской спектроскопії з роздільною здатністю в часі.

Розріджені магнітні напівпровідники – це напівпровідники, в яких деякі з катіонів (спочатку не мають магнітного заряду) умовно замінені на іони, що володіють парамагнетизмом. Часто ці матеріали подаються як ідеальний будівельний матеріал «для електронних пристроїв, принцип дії яких заснований на спині (або спінтроніки). В першу чергу, подібні матеріали цікаві за рахунок взаємодії між цими магнітними домішками і рухомими носіями заряду (електронами зони провідності і «дірками»), що відкриває нові можливості перед пристроями, створеними на базі цих матеріалів.

Останнім часом величезну увагу привернув оксид цинку, як основний кандидат на «будівельний матеріал» спінтроніки при високих температурах. Досі, однак, ніхто не займався детальними дослідженнями взаємодії рухомих зарядів з магнітними домішками в цьому матеріалі, тобто не існувало докладних даних про те, наскільки корисним може бути даний матеріал.

Для поглиблення знань у цій області спільна група вчених з University of Washington (США) і University of Konstanz (Німеччина) використовувала Фарадеевскую спектроскопію з роздільною здатністю в часі для вимірювання надшвидкої динаміки спина в тонких плівках оксиду цинку з вмістом кобальту. Детальні результати роботи були опубліковані в журналі Nano Letters.

За допомогою спеціальної методики отримання тонких плівок з розчину, вчені мали можливість контролювати концентрацію магнітної домішки в матеріалі навіть при вкрай низькому рівні. Таким чином, дослідження проводилися для 10 різних зразків з чітко виміряної концентрацією магнітної домішки. Сила взаємодії вільних носіїв заряду і магнітної домішки вимірювалася за допомогою досліджень переходів між різними станами намагніченості зразка.

Представлене науковою групою дослідження є першим у своєму роді.

Крім фундаментального розуміння надшвидкої спінової динаміки тонкої плівки оксиду цинку з домішкою кобальту, робота демонструє потенціал подібних структур для майбутніх оптико-електронних та спинтронных додатків. Дослідження представляє інтерес не тільки для фізики, а також для хімії та матеріалознавства.

В майбутньому команда сподівається розширити свої дослідження. Вчені планують вивчити взаємодії вільних носіїв струму в оксиді цинку з іншими домішками. Також планується вивчати подібні процеси в інших складних матеріалах.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *