Поддержка Российского научного фонда (проект 23-22-00093)

Проект направлен на развитие и применение современных вычислительных методов Монте-Карло и функционала спиновой плотности для моделирования магнитных свойств усложненных спин-вентильных наноструктур и структур с туннельным переходом на основе переходных металлов Fe, Co, Ni и их сплавов. Будет осуществлено моделированию перспективных многослойных магнитных наносистем с эффектами гигантского магнитосопротивления (ГМС) и туннельного магнитосопротивления (ТМС) с разработкой методики расчета их характеристик. 

В явлениях ГМС и ТМС ярко проявляются квантовые свойства носителей тока – электронов через присущие им квантовые характеристики спина и спинового магнитного момента, а также квантовые эффекты туннелирования электронов сквозь потенциальный барьер, создаваемый в наноструктурах слоем диэлектрика нанометровой толщины, разделяющим слои из ультратонких магнитных пленок. Исследования спин-поляризованного электронного транспорта в этих гетероструктурах имеют большое прикладное значение, связанное с широкими перспективами использования наноструктур с ГМС и ТМС в качестве наноэлементов спиновой электроники в MRAM (Magnetic Random Access Memory) компьютерных технологиях.

Свойства ультратонких магнитных пленок и магнитных наноструктур на их основе являются объектом интенсивных исследований, что во многом определяется возможностями их применения в микроэлектронике и вычислительной технике в качестве магнитных носителей для записи и хранения информации. Магнитные пленки и мультислойные сверхструктуры обладают рядом уникальных особенностей, способствующих существенному повышению плотности записи информации и быстродействия запоминающих устройств. Учет этих особенностей позволит реализовать переход к новым материалам и способам конструирования, ускорить создание систем хранения больших объемов данных.

Результаты исследований найдут применение в развитии научной и практической базы микроэлектронной промышленности Омской области через применение разработок проекта в виде активных наноэлементов спиновой электроники и принципов их функционирования в создании приборов спинтроники.

В составе группы по реализации проекта — 4 человека, 2 из которых – проф. Прудников В.В. и доц. Мамонова М.В. сотрудники кафедры теоретической физики, имеющие большой опыт исследований в области моделирования сложных магнитных наносистем. Два молодых ученых – аспирант и студент магистратуры, занимаются исследованиями под их научным руководством. Грант рассчитан на два года.