Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
075-15-2021-607
Период реализации проекта
2021-2023
Приглашенный ученый
2021 - 2022 Оно Теруо Япония

По данным на 01.11.2022

36
Количество специалистов
17
научных публикаций
Общая информация

Развитие технологий обработки больших объемов данных и принятия решений, включая системы искусственного интеллекта, требует высокопроизводительной и энергоэффективной элементной базы. Одним из направлений развития современной электроники является спинтроника и спин-орбитроника, в которой манипулируют не зарядом, а спином электрона. Исследования последних лет показали, что ферримагнетики обладают большим потенциалом для решения этих задач, чем ферромагнетики. Малая величина результирующего магнитного момента дает ряд преимуществ: устойчивость и минимальный размер спиновых текстур, быстродействие, энергоэффективность.

Название проекта:  Ферримагнитная спин-орбитроника


Цели и задачи

Основная цель научного исследования - поиск фундаментальных механизмов управления спиновой текстурой и магнитными параметрами ферримагнетиков с помощью спин-орбитальных эффектов для формирования научно-технологических основ нового поколения интеллектуальной электроники и создания гетероструктур с ферримагнетиками для энергоэффективных устройств хранения информации, спиновой логики и нейроморфных вычислителей, работающих в терагерцовом диапазоне. Найденные решения снизят энергопотребление систем хранения на два порядка (до единиц фДж/бит) и увеличат скорость обработки информации на три порядка, что отвечает требованиям к будущим электронным системам обработки больших данных и искусственного интеллекта.

Практическое значение исследования

Научные результаты:

Результатом работы стало получение новых знаний в области спин-орбитроники, которые позволят разработать новые спинтронные устройства на основе ферримагнетиков, обладающих лучшими свойствами и характеристиками, чем устройства на основе ферро- и антиферромагнитиков.

В ходе выполнения проекта проведено исследование магнитных и магнитотранспортных свойств перспективной ферримагнитной структуры W/CoTb/Ru и получен ряд важных фундаментальных и прикладных результатов. Показано, что изменением толщины ферримагнитного слоя CoTb можно переходить между состояниями насыщения при фиксированном составе. Установлено, что максимальная эффективность токоиндуцированного воздействия наблюдается в окрестностях состояния компенсации, которое может быть достигнуто изменением состава или толщины. Однако минимальный ток переключения соответствует случаю минимальной толщины ферримагнитного слоя и минимальному содержанию Co в нем, что связанно с эффектом джоулева нагрева. Проведена оценка распределения тока в слоях структуры. Минимальная наблюдаемая плотность тока переключения составила – 2,5·10^10 А/м^2, что является одним из минимальных ранее наблюдаемых значений. Максимальное наблюдаемое значение скорости движения доменной стенки под действием тока составило – 10 мкм/с.

Образование и переподготовка кадров:

В рамках проекта под руководством профессора Теруо Оно проводятся еженедельные онлайн-семинары, на которых обсуждаются полученные результаты, корректируется план исследований, студенты и аспиранты представляют свои результаты, ведущие ученые, в том числе зарубежные, делают обзорные лекции из области спин-орбитроники.

Сотрудничество:

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (Россия): совместные исследования спиновой динамики с использованием Мандельштам-Бриллюэновской спектроскопии.

Laboratory of Nano Spintronics, Division of Materials Chemistry, Institute for Chemical Research, Университет Киото (Япония): совместные исследования и публикации.

Скрыть Показать полностью
Hideki Narita, Ryo Kawarazaki, Daisuke Kan, Yoichi Shiota, Takahiro Moriyama, Y. Shimakawa, Alexey V. Ognev, Alexander S. Samardak, and Teruo Ono.
Field-free superconducting diode effect in noncentrosymmetric superconductor/ferromagnet multilayers // Nature Nanotechnology, 2022, август (17, 8).
Junho Park, Taehyun Kim, Gyu Won Kim, Vladimir Bessonov, Andrey Telegin, Ilia G. Iliushin, Anastasiia A. Pervishko, Dmitry Yudin, Aleksei Yu. Samardak, Alexey V. Ognev, Alexander S. Samardak, Jiung Cho, Young Keun Kim.
Compositional gradient induced enhancement of Dzyaloshinskii–Moriya interaction in Pt/Co/Ta heterostructures modulated by Pt–Co alloy intralayers // Acta Materialia, 2022, декабрь (241).
Yoichi Shiota, Ryusuke Hisatomi, Takahiro Moriyama, Alexander S Samardak, Teruo Ono
Inhomogeneous magnetic properties characterized by simultaneous electrical and optical detection of spin-torque ferromagnetic resonance // Applied Physics Letters, 2021, ноябрь (119, 19).
W. L. Yang, Z. R. Yan, Y. W. Xing, C. Cheng, C. Y. Guo, X. M. Luo, M. K. Zhao, G. Q. Yu, C. H. Wan, M. E. Stebliy, A. V. Ognev, A. S. Samardak, and X. F. Han,
Role of an in-plane Ferromagnet in a T-type Structure for Field-Free Magnetization Switching // Applied Physics Letters, 2022, март (120, 12).
A.S. Samardak, A.V. Ognev, A.G. Kolesnikov, M.E. Stebliy, V.Yu. Samardak, I.G. Iliushin, A.A. Pervishko, D. Yudin, M. Platunov, T. Ono, F. Wilhelm, Andrey Rogalev
XMCD and ab-initio study of interface-engineered ultrathin Ru/Co/W/Ru films with perpendicular magnetic anisotropy and strong Dzyaloshinskii-Moriya interaction // Physical Chemistry Chemical Physics, 2022, март (24, 14).
Yoichi Shiota, Kaoru Noda, Yuushou Hirata, Kyosuke Kuwano, Shinsaku Funada, Ryusuke Hisatomi, Takahiro Moriyama, Maksim Stebliy, Alexey V. Ognev, Alexander S. Samardak and Teruo Ono
Temperature dependence of domain wall creep motion in ferrimagnetic Tb/CoFeB/MgO microwires // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2022, июль (553).
Samardak, A.S., Kolesnikov, A.G., Davydenko, A.V. M.E. Stebliy, A.V. Ognev
Topologically Nontrivial Spin Textures in Thin Magnetic Films. Physics of Metals and Metallography, 2022, март, 123, 3.
Samardak A. Yu., Jeon Y. S., Kozlov A. G., Rogachev K. A., Ognev A. V., Jeong E., Kim G. W., Ko M. J., Samardak A. S., Kim Y. K.
Inter-wire and Intra-wire Magnetostatic Interactions in Fe-Au Barcode Nanowires with Alternating Ferromagnetically Strong and Weak Segments. // Small, 2022.
Медиа
Вторник , 09.11.2021
Суббота , 20.02.2021
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория физики для нейроморфных вычислительных систем

МИРЭА - Российский технологический университет - (РТУ МИРЭА)

Электротехника, электронная техника, информационные технологии

Москва

Расинг Теодорус-Хенрикус-Мария

Нидерланды

2022-2024

Лаборатория беспроводных технологий

Национальный исследовательский университет ИТМО - (ИТМО)

Электротехника, электронная техника, информационные технологии

Санкт-Петербург

Баена Доэлло Хуан Доминго

Испания

2022-2024

Лаборатория контролируемых оптических наноструктур

Московский физико-технический институт (НИУ) - (МФТИ)

Электротехника, электронная техника, информационные технологии

Долгопрудный

Мирошниченко Андрей Евгеньевич

Австралия, Россия

2022-2024