Однако в последнее время наметилось новое направление – спинтроника с использованием ферритов-гранатов [1,2]. Казалось бы, в самой формулировке заложено противоречие, так как спиновая электроника основана на транспортных свойствах спин-поляризованных электронов, а ферриты-гранаты являются хорошими изоляторами. Но именно это, по мнению апологетов нового вида “спинтроники без электронов проводимости” (см. ПерсТ [3]), и является их основным достоинством, поскольку перенос информации будет происходить не путем перемещения электронов, а с помощью спиновых волн. В этом случае малая константа затухания (α=3 10-5) позволяет минимизировать потери при распространении волн, а диэлектрические свойства – существенно уменьшить омические потери.
Однако новый технологический виток требует иных материалов, и вместо пленок микронной толщины необходимо создавать нанопленки ферритов-гранатов, и вот тут-то и возникает основная трудность, поскольку при таких толщинах константа затухания оказывается в тысячи раз больше, чем в объемных материалах, что связано с возрастающей ролью шероховатости и дефектов поверхности. Недавняя статья американских ученых [4] как раз посвящена проблеме получения качественных нано-пленок железо-иттриевых гранатов Y3Fe5O12 (ЖИГ).
Для этого исследователи воспользовались техникой импульсного лазерного осаждения. Путем оптимизации процесса осаждения и последующего отжига они получили на подложке гадолиний-галлиевого граната пленки ЖИГ с толщиной от 5 до 35 нм и шероховатостью поверхности 0.1-0.3 нм. По мере увеличения температуры подложки и уменьшения частоты следования импульсов лазера качество пленок предсказуемо возрастало. Хотя константа затухания полученных пленок пока еще на порядок отличается от лучших результатов для монокристаллов, авторам [4] удалось в 50 раз уменьшить ширину линии ферромагнитного резонанса, по сравнению с шириной ранее наблюдавшейся в нанопленках ЖИГ [5].
А.Пятаков
1. Y.Kajiwara et al., Nature 464, 262 (2010).
2. K.Uchida et al., Nature Mater. 9, 894 (2010).
3. ПерсТ 17, вып. 7, с. 2, (2010).
4. Y.Sun et al., Appl. Phys. Lett. 101, 152405 (2012).
5. E.Popova, J. Appl. Phys. 90, 1422 (2001).