Ett team av forskare från Krasnoyarsk Scientific Center (Siberian Department of Russian Academy of Sciences) och Siberian Federal University syntetiserade tunna ferromagnetiska filmer av kristall och utvecklade en teknik för deras formning. Bearbetade filmer kan användas i elektroniska och spintroniska chips. Resultaten av studien publicerades i Tunna solida filmer .

Teamet skapade filmer som är hundratals till dussintals nanometer tjocka, bestående av järnsilicider syntetiserade på ett kiselsubstrat. Järnsilicider är föreningar av järn och kisel som vanligtvis har ferromagnetiska egenskaper när de utsätts för vissa temperaturer. Det finns också icke-magnetiska järnsilicider med unika optiska egenskaper som kan användas praktiskt.

Filmer som denna används som aktiva delar i optiska och fotoniska enheter, såväl som i integrerade elektroniska och spintroniska chips. Tunna ferromagnetiska filmer öppnar många möjligheter för spintronik (ett vetenskapsområde som tillhandahåller skapandet av informationslagrings- och bearbetningsenheter). Enheter som denna förbrukar mindre elektrisk energi och har högre driftshastigheter jämfört med traditionella elektroniska.

Dock, att utveckla sådana enheter, forskare behöver filmer för att utformas specifikt. Det betyder att en mall måste appliceras på syntetiserade filmer, och de måste skäras efter det. Att göra så, forskare använder etsning. Tekniken kan vara antingen våt (kemisk) eller torr (plasma, reaktiv jon, eller bara jon). Under våtetsningen, en film läggs i vätska - ett etsmedel som löser upp resten av den. Innan dess täcker forskare filmerna med "masker" med hjälp av fotolitografi för att fastställa den nödvändiga konfigurationen. En sådan mask skyddar den önskade delen av filmen från att lösas. Vid torretsning, samma resultat uppnås med en gas som förstör materialet fysiskt eller kemiskt.

"Vi har breddat tillämpningen av detta tillvägagångssätt, utvidgade det till nya järn-kisellegeringar, och visade att det fungerar. Vi har också bestämt hastigheten på etsningen och utvecklat en mikroenhet. Samma metoder kan användas för tillverkning av olika strukturer inom elektronik, fotonik och andra applikationer, sa Anton Tarasov, en medförfattare till artikeln, kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper, en vetenskaplig medarbetare vid Kirensky Institute of Physics (FRC KSC vid SD RAS), och seniorlärare vid Siberian Federal University.

Forskarna påpekar att en stor fördel med de nya filmerna inte bara är deras elektroniska och magnetiska egenskaper, men kompatibilitet med de mest populära tekniska halvledarna. Det betyder att dessa filmer kan odlas på baser gjorda av kisel, germanium, och galliumarsenid. Detta kommer att hjälpa teamet att få tunna filmer av hög kvalitet med specifika former och geometri på ett enklare och mer prisvärt sätt. Dessutom, de erhållna resultaten ökar urvalet av material som forskare kan använda för att utveckla enheter.

"Med den här tekniken, man kan skapa spintroniska eller fotoniska enheter, eftersom järnsilicider har egenskaper som är tillämpliga inom dessa vetenskapsområden. Just nu, vi odlar nya filmer och studerar effekterna som beror på deras topologi, " avslutade forskaren.