Перспективный материал для спинтроники: двумерный ферромагнетизм в ультратонких плёнках силицида марганца
Двумерные ферромагнетики привлекают внимание физиков как модельные системы для изучения фундаментальных аспектов магнетизма и как основа для сверхкомпактной спинтроники. Но большинство известных двумерных магнетиков либо несовместимы с кремниевой технологией, либо нестабильны на воздухе. Команда ученых из Курчатовского института при участии коллег из Китайской академии наук исследовала магнитные свойства ультратонких пленок MnSi на кремниевой подложке. MnSi — хорошо изученный силицид, обладающий необычными магнитными эффектами (включая скирмионы), но в двумерном варианте его магнитное поведение оставалось неизвестным.
Оказалось, что ферромагнитное состояние в плёнках MnSi сохраняется даже при уменьшении толщины до нескольких атомных слоёв (∼2-5 нм), при этом наблюдается расщепление зон, характерное для обменного взаимодействия. Плёнки MnSi демонстрируют аномальный эффект Холла и отрицательное магнитосопротивление. Эффективная температура Кюри зависит от слабого магнитного поля, что характерно для двумерных систем.
MnSi хорош тем, что он совместим с кремнием: его можно растить прямо на нем (эпитаксиальный рост), что упрощает интеграцию в существующую микроэлектронику. Аномальный эффект Холла и магнитосопротивление делают плёнки MnSi кандидатами для спиновых вентилей и датчиков.
Источник: «Зоопарк из слоновой кости»