Необычные нанопленки: электропроводности нет, магнетизм есть

Исследователи из Института нанотехнологий, входящего в Университет Твенте (г. Энсхеде, Голландия), добились успеха в создании сверхтонких пленок с необычным сочетанием свойств. При комнатной температуре они не проводят электричество, но обладают магнетизмом. Это будет крайне полезно в изделиях, требующих быстрого магнитного переключения; например, в новых типах компьютерной памяти. Исследование было проведено группой неорганического материаловедения под руководством профессоров Дэйва Бланка и Гууса Рийндерса. Ученые сотрудничали со своими коллегами из Стэнфордского университета и Национальной лаборатории Оук-Ридж (США). Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Новые вещества известны как LSMO-пленки (от lanthanum strontium manganite oxide). Их выращивают на подложке из титаната стронция, при этом в процессе изменяется их кристаллическая структура. При толщине около 40 нм и менее проводимость LSMO-пленки внезапно падает до нуля; в то же время точка Кюри быстро растет. В результате материал остается магнитным даже при температуре, ощутимо выше комнатной. Главное – достаточно точно управлять ростом пленки, чтобы успеть закрепить необходимые изменения кристалла. В предыдущих работах с другими материалами для получения таких магнитных свойств требовались значительно более низкие температуры.

Получаемый таким образом изолирующий магнитный слой пригоден для "спин-поляризованного туннельного эффекта". Помимо переноса заряда, электрон обладает еще одним свойством, известным как спин. Направление спина частицы ("вращения" вокруг своей оси) несет в себе магнитную информацию. Намагничивание тонкой LSMO-пленки соответствует одному конкретному направлению спина. Электроны с таким спином могут легко "проскочить" сквозь пленку, в отличие от электронов с противоположно направленным спином. Это явление дает новый способ фильтрации носителей информации, который будет чрезвычайно важен в будущих спинтронных (спиново-электронных) устройствах.