Физики НИТУ "МИСиС" развеяли надежды на материал для "электроники будущего

Физики НИТУ "МИСиС" развеяли надежды на материал для "электроники будущего

Ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" первыми в мире опубликовали экспериментальные результаты исследования магнитных и транспортных свойств сплава Mn2FeAl (марганец-железо-алюминий) - материала, считавшегося весьма перспективным для спинтроники - и обнаружили расхождение полученных данных с опубликованными ранее зарубежными учеными теоретическими расчетами. Данные исследования опубликованы в журнале ("Journal of Magnetism and Magnetic Materials") https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304885318327951.

Сегодня такие интерметаллические соединения на основе марганца, как тройной сплав Mn2FeAl - находятся в центре внимания ученых. Марганец относительно дешев и доступен, в этих сплавах можно реализовать большое количество кристаллографических структур. Что еще важнее, их считают перспективными для применения в спинтронике - современной альтернативе кремниевой электронике.

"Поиск материалов с полуметаллическим типом проводимости - чрезвычайно важная задача, так как их планируется использовать в устройствах спинтроники. Для применения в спинвентильных структурах необходимо, чтобы материал имел 100 % спиновую поляризацию - то есть, все магнитные моменты электронов в нем были направлены в одну сторону. Это позволяет увеличить эффективность устройств спинтроники", - прокомментировал РИА Новости один из авторов исследования, Дмитрий Карпенков.

Ученые НИТУ "МИСиС" решили проверить теоретические предсказания зарубежных авторов, которые предсказали нужный тип проводимости для сплава Mn2FeAl. Они синтезировали (методом индукционной плавки с последующим изотермическим отжигом) образец в однофазном состоянии и впервые исследовали его магнитные и транспортные свойства.

"Образцы оказались сильно фрустрированным магнетиком - то есть, сильно разупорядоченным, не имеющим дальнего магнитного порядка. Эти данные противоречат результатам расчетов из первых принципов, согласно которым Mn2FeAl является полуметаллическим ферромагнитным сплавом Гейслера, кристаллизующимся по типу структуры L21. Результаты исследования магнитных свойств подтвердили сильное разупорядочение магнитной структуры. Мы показали, что транспортные свойства Mn2FeAl аналогичны свойствам так называемых "плохих металлов", характеризующихся аномально высоким электросопротивлением в сравнении с простыми металлами ", - рассказал Дмитрий Карпенков.

По словам ученых, далее они продолжат развивать поиск материалов со 100% спиновой поляризацией, включая получение новых теоретических предсказаний и экспериментальные проверки "материалов-кандидатов".

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" в 2018 году отметил 100-летие со дня основания Московской горной академии, преемником которой является. Сегодня НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Согласно данным основных образовательных рейтингов, университет занимает 30-е место в мире в категории "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и 76-е место в "Инжиниринг- Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" находится на 191-й позиции (рейтинг U.S. News).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нано- и ИТ-технологий. В состав университета входит 9 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" обучаются более 17000 студентов из 75 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие ученые России и мира. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.