Исследователи из Курчатовского института вместе с коллегами из НИЯУ МИФИ разработали технологию, которая усовершенствует полупроводниковые платформы для электроники нового поколения и приблизит создание энергоэффективных систем.
Ученые предложили новый подход к объединению в одном устройстве магнитного материала (оксида европия, EuO) и полупроводниковой платформы на базе арсенида галлия (GaAs). Такая составная система в будущем может стать основой новых энергоэффективных устройств, использующих технологии спинтроники. Авторы решили проблему совместимости ее элементов – устранили неуправляемые химические процессы, которые возникали на границе (интерфейсе) двух материалов.
Обнаруженные недавно в оксиде европия магнитные квазичастицы позволяют управлять свойствами материала с помощью малых магнитных полей и света. Арсенид галлия выступает естественным кандидатом для интеграции с EuO, однако ученым пока не удавалось объединить их напрямую в одной системе без использования буферных слоев других материалов. Теперь это удалось реализовать благодаря модификации поверхности арсенида галлия оксидом европия и новой технологии синтеза структур.
Новый подход позволил подавить нежелательные реакции за счет контроля над структурой интерфейса на начальном этапе синтеза. Предложенная стратегия универсальна и позволит в будущем получить большое разнообразие гетероструктур с уникальными свойствами, которые будут востребованы для создания энергоэффективных устройств.
– Современная полупроводниковая электроника близка к своему технологическому пределу. В настоящее время востребованы новые материалы и структуры, позволяющие создавать компактные элементы электроники с низким потреблением энергии. С одной стороны, они должны задействовать разработанные полупроводниковые технологические платформы, а с другой – обеспечивать функциональность за счет новых свойств, – комментирует руководитель проекта Дмитрий Аверьянов, старший научный сотрудник лаборатории новых элементов наноэлектроники Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.