СОВРЕМЕННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 

Наноразмерные материалы для спинтронных устройств

Уважаемые господа! 

Приглашаем Вас принять участие в семинаре, посвященному обсуждению различных вопросов в области материаловедения.

На данном семинаре представят свои доклады ведущие ученые японского агентства по атомной энергии JAEA (Tokai, Japan) проф. Seiji Sakai и др. Shiro Entani. В своих докладах они расскажут о последних достижениях в изучении спинтронных материалов на основе графена.

23 октября 2 0 1 5 г.  в 16:00

ауд. Б-636

НИТУ “МИСиС”

Ленинский пр., 4

Председатель:

в.н.с., д.ф.м.н.,

Павел Борисович

Сорокин

По вопросам регистрации на семинар:

Регистрация на семинар обязательна и осуществляется по адресу:

https://goo.gl/wrUZBb

По всем вопросам обращаться к секретарю семинара:

к.ф.м.н.,

Любовь Юрьевна Антипина (lyuantipina@gmail.com) тел. +7 916 746 96 58 

Профессор Seiji Sakai и др. Entani Shiro являются сотрудниками Японского агентства по атомной энергии, крупнейшей японской организации по атомной энергии. Их основная область деятельности – синтез и исследование особенностей магнитных свойств наноматериалов различного состава, в том числе проф. Seiji Sakai и др. Entani Shiro обладают большим опытом в росте двумерных кристаллов (графен, h-BN, MoS2) и синтезе гетероструктур на основе двумерных наноуглеродных кристаллов и d металлов. Ими был впервые открыт эффект гигантского магнетосопротивления в гибридных плёнках C60-Co и C60-Fe, состоящих из магнитных наночастиц d металлов (менее 2 нм в диаметре) и фуллереновой матрицы. Перед теоретическим предсказанием “spinterface”, проф. Sakai и др. Entaniэкспериментально показали, что данный необычный эффект спин-зависимого транспорта вызван значительным увеличением спиновой поляризации электронов проводимости (достигающей величины в два раза большей, чем в кристалле) в плёнке с границей раздела C60/d-металл, что связано с p-d гибридизацией и электронным транспортом в границе раздела. Они также показали существование непрямого ферромагнитного обменного взаимодействия между магнитными наночастицами и магнитными плёнками через фуллереновую матрицу.

Профессор Seiji Sakai и др. Entani Shiro также продемонстрировали уникальные магнитные свойства различных типов гетероструктур состава графен-металл. Они исследовали свойства границы раздела гетероструктуры вида графен/Ni(111), полученной методом химического осаждения из газовой фазы в сверхвысоком вакууме (UHV-CVD) с помощью рентгеновской спектроскопии магнитного кругового дихроизма с атомарным разрешением по глубине образца. Их инновационный подход позволил обнаружить значительное изменение магнитной анизотропии и, так называемой, перпендикулярной магнитной анизотропии в граничных атомных слоях Ni, вызванных контактом с графеном. Гетероструктуры состава графен-магнитный металл рассматриваются для использования в новом поколении жёстких дисков и магниторезистивной оперативной памяти, основанной на переносе спинового магнитного момента (MRAM). Также были определены спин-зависимые электронные свойства монослоя гексагонального нитрида бора (h-BN), связанного с Ni(111) с помощью спектроскопии релаксации спин-поляризованных метастабильных атомов (spin-polarized metastable-atom deexcitation spectroscopy) используя спин-поляризованные атомы гелия (He*) в качестве детектора поверхностных спинов. Было получено, что в гетероструктуре h-BN/Ni(111) изолирующий слой h-BN переходит в положительное спин-поляризованное металлическое состояние, в отличие от отрицательного спин-поляризованного слоя Ni(111). Данные результаты показывают, что спин-поляризованные состояния гетероструктур на основе двумерных кристаллов могут быть заданы как комбинация 2D кристалла и d-металла.

Исследование наноразмерных материалов для графеновой спинтроники

Сейджи Сакай

Расширенный научно-исследовательский центр, Японское агентство по атомной энергии, Токай, Япония

Национальный Институт Материаловедения, Цукуба, Япония

Институт Прикладной Физики, Университет Цукубы, Цукуба, Япония

sakai.seiji@jaea.go.jp

В докладе будут представлены наши последние результаты исследования индуцированной спиновой поляризации на границах раздела однослойного графена (SLG)/магнитные оксиды (полуметаллический La0.7Sr0.3MnO3, LSMO). Электронные и спин-поляризационные состояния монослойного графена, расположенного на границе раздела, были успешно определены спектроскопией релаксации спин-поляризованных метастабильных атомов (SPMDS). Спин-зависимое снятие возбуждения из атома He*, которое возникает на несколько Å выше поверхности образца, позволяет нам точно обнаружить спин-зависимые электронные состояния верхнего атомного слоя на основе измерения асимметрии (асимметрия спинов) энергетического спектра (MDS спектра) электронов, выбрасываемых в процессе релаксации, в зависимости от направления спина He* по отношению к намагниченности образца. Было также показано, что электронная структура π зоны графена в основном сохранилась в интерфейсе SLG/LSMO(001), в отличие от интерфейсов SLG/Ni(111) и h-BN /Ni(111).

Настоящие результаты показывают, что в графеновых спинтронных устройствах управление эффективным спином может быть реализовано путем использования магнитных контактов, состоящих из магнитных оксидов вместо магнитных металлов, которые используются в обычных устройствах спинтроники.

Выдающиеся свойства графена

Эффект спиновой фильтрации в гетероструктуре графен/ферромагнитный металл, и

практическое использование нового адсорбирующего материала для радиоактивного цезия в водном растворе

Широ Энтани

Расширенный научно-исследовательский центр, Японское агентство по атомной энергии, Токай, Япония

entani.shiro@jaea.go.jp

В данном исследовании были изучены магнитотранспортные свойства вертикального спинового клапана с двумя контактами: электродами из пермаллоя (магнитный сплав Fe-Ni) с прослойкой из многослойного графена. Графеновый слой был выращен непосредственно на нижнем электроде методом химического осаждения. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия показала, что поверхность пермаллоя полностью покрыта многослойным графеном, который защищает ее от окисления и загрязнения даже после разбрызгивания и удаления фоторезиста. Это позволило получить спиновый клапан с четко определенным интерфейсом между графеном и магнитным сплавом. Измерение спин-зависимого транспорта электронов выявило отчетливый эффект спинового клапана в устройствах.

Вторая часть доклада посвящена оксиду графена (ОГ) в качестве сорбирующего материала. ОГ является адсорбентом для радиоактивного цезия, а его способность к легкому воспламенению способствует дальнейшему уменьшению объема. Также ожидается, что адсорбцией на графене можно управлять с помощью поверхностного покрытия, поскольку атомы и ионы адсорбируются на поверхности ОГ. Мы синтезировали монослой ОГ (SLGO) на сапфировой(0001) подложке в качестве модельной структуры, для предотвращения агрегации и повторной укладки листов ОГ друг на друга, которые затрудняют получение адекватных результатов. Поверхность SLGO после адсорбции цезия была проанализирована вблизи края рентгеновского поглощения тонкой структуры (NEXAFS). Кроме того, было исследовано электронное строение цезия, адсорбированного на SLGO в разных растворах с рН = 4, 7 и 13. Было показано, что электронная структура и количество сорбированного цезия зависят от рН раствора. Эти фундаментальные аспекты предоставляют нам важные знания о развитии нового адсорбента с использованием ОГ.

Секретарь семинара

Любовь Антипина

+7-916-746-96-58

antipinalyu@gmail.com

Бесплатно