ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ПОИСК И ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ФАЗ СИЛИЦИДОВ МАРГАНЦА НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЯ (001)

Описание

Перевод названия: THEORETICAL SEARCH AND INVESTIGATION OF MAGNETIC MANGANESE SILICIDE PHASES ON SI (001) SURFACE

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2017

Ключевые слова: силициды, квантово-химические расчеты, спинтроника, силициды марганца, интерфейс, эпитаксиальный рост, silicides, quantum-chemical calculations, spintronics, Manganese silicide, interface, Epitaxial growth

Аннотация: Необходимость уменьшения массы и размеров электронных приборов и вместе с тем увеличения их быст- родействия и энергоэффективности наиболее остро выражена в сфере космического приборостроения. Один из возможных путей развития электроники в этом направлении - переход к устройствам, базирующимся на новых физических принципах, таких как манипулирование спином электрона. Поиск новых материалов для таких устройств требует привлечения новых подходов в рамках современного материаловедения, включая использование методов теоретического предсказания соединений для их дальнейшего экспериментального син- теза и изучения. Перспективная для спинтроники система Mn-Si является серьёзным вызовом для теоретических исследо- ваний из-за своей запутанной фазовой диаграммы с большим количеством метастабильных фаз, многие из которых обнаруживаются только в определённых наноразмерных системах, таких как тонкие пленки. Представлен поиск и исследование новых фаз силицидов марганца, образование которых возможно при эпитаксиальном росте на поверхности кремния (001). Исследование проводилось при помощи квантово- химического моделирования с использованием эволюционного алгоритма поиска стабильных структур и расчетов в рамках теории функционала электронной плотности. Из всего разнообразия обнаруженных фаз наибольшим магнитным моментом - 0,71 μB на атом марганца, обладает тетрагональная P4/mmm-фаза дисилицида мар- ганца. Для этой фазы были рассмотрены различные конфигурации интерфейсов с кристаллическим кремнием, определены их электронные и магнитные свойства. Высокое значение спиновой поляризации на уровне Ферми (-66 %) говорит о перспективности пленок такого силицида для спинтронных устройств. Выявлено влияние конечной толщины плёнки на магнитные моменты атомов марганца, вплоть до исчезновения спиновой поляри- зации. Показано, что наличие интерфейса с кремниевой подложкой существенно сказывается только на бли- жайшем к нему слое силицида, в то время как оборванные связи на поверхностном слое силицида распростра- няют свое влияние на электронную структуру 2-3 слоев вглубь силицида, что позволяет говорить о сохране- нии магнитных свойств пленок найденного силицида при их малой толщине, начиная с нескольких нанометров.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Сибирский журнал науки и технологий

Выпуск журнала: Т.18, 4

Номера страниц: 939-948

ISSN журнала: 25876066

Место издания: Красноярск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Авторы

  • Лубкова Т.А. (Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева)
  • Бычек А.А. (Сибирский федеральный университет)
  • Попов З.И. (Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН)
  • Чепкасов И.В. (Хакасский государственный университет имени Н. Ф. Катанова)
  • Высотин М.А. (Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН)

Вхождение в базы данных