| Название: | Создание и исследование электронных свойств границы раздела систем с ферромагнитным упорядочением на топологических изоляторах |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 |
| Научная дисциплина: | 02-204 Поверхность и тонкие пленки, 02-202 Полупроводники |
| Ключевые слова: | граница раздела, топологический изолятор, лазерная молекулярно-лучевая эпитаксия, ферромагнетик, ферримагнитный изолятор, спиновый транзистор |
| Время действия проекта: | 2017-2019 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Кавеев,АК |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 17-02-00729 |
| Финансирование 2017 г.: | 700000 |
| Исполнители: |
Василенко,МА: None
Голяшов,ВА: None
Жильцов,НС: лаб. спектроскопии твердого тела (Старухина,АН)
Коровин,АМ: лаб. спектроскопии твердого тела (Старухина,АН)
Родионов,АА: None
Соколов,НС: лаб. спектроскопии твердого тела (Старухина,АН)
Сутурин,СМ: лаб. спектроскопии твердого тела (Старухина,АН)
Терещенко,ОЕ : None
|
Проект посвящен экспериментальному и теоретическому исследованию свойств границ раздела ферримагнитный изолятор (ФИ) (или ферромагнитный металл (ФМ)) - топологический изолятор (ТИ) с целью изучения эффекта близости и открытия магнитной щели в спектре поверхностных спин-поляризованных состояний Дирака. В последние несколько лет возник огромный научный и практический интерес к изучению границ раздела ФИ(ФМ)/ТИ в связи с проявлением магнитного эффекта близости, который рассматривается как эффективный метод нарушения симметрии по отношению к обращению времени топологических состояний путем воздействия обменного поля ФИ на поверхностные состояния топологического изолятора. Интересен и обратный эффект: протекание спин-поляризованного тока по поверхностным состояниям ТИ может вызывать различные типы взаимного магнитного порядка в ФИ. Идея взаимного управления между поверхностными/краевыми состояниями ТИ и намагниченностью ФИ является перспективной для создания различных спинтронных устройств, базирующихся, как на магниторизистивных системах, так и на ферромагнитных транзисторах и спиновых батареях. В данном проекте будет реализованы гетеростуктуры на основе ФИ(ФМ)/ТИ: Y3Fe5O12(YIG)/Bi2Se3-xTex, Co40Fe40B20/Bi2Se3-xTex, EuS/Bi2Se3-xTex, gamma-Fe2O3/Bi2Se3-xTex, Fe3O4/Bi2Se3-xTex. Будут исследованы режимы их роста, кристаллическая структура и эпитаксиальные соотношения. Предполагается изучить электронное состояние атомов в объѐме и на интерфейсе, положение уровня Ферми, а также зонную структуру электронных поверхностных состояний и их спиновую поляризацию. Для количественного описания атомного и электронного строения границы раздела будут привлекаться теоретические расчеты из первых принципов. Мы надеемся добиться полного снятия вырождения электронных состояний в топологических материалах и получить полностью спин-поляризованный ток в транспортных измерениях. Основная задача работы - построение самосогласованной картины электронной структуры границы раздела ФИ(ФМ)/ТИ. Практический выход работы - создание структуры ФИ(ФМ)/ТИ для последующей разработки на еѐ основе спинового транзистора. Будут изучены термоэлектрические свойства гетеростурктур ФИ/ТИ и на их основе разработан спиновый термогенератор, в котором ток спин-поляризованных носителей будет создаваться температурным градиентом.
