Микроэлектроника: В СО РАН научились синтезировать магнитные полупроводники

Ученые нескольких академических институтов (ИФП СО РАН; ИНХ СО РАН и ИЯФ СО РАН) нашли оптимальные условия синтеза такого магнитного полупроводника, как кремний-германий-марганец (SiGe/Mn).

Чем интересен этот материал? Его электрическая проводимость меняется под воздействием магнитного поля. Это позволяет использовать такие материалы для построения квантовых компьютеров и, в частности, спиновых транзисторов, в которых информацию переносит не ток, а магнитный момент электрона.

Кремний-германий легированный марганцем ученые получили на установке молекулярно-лучевой эпитаксии.

Подложкой служит обычная кремниевая пластина (Si), на которую затем осаждается германий (Ge). После осаждения трех монослоев, на поверхности кремния возникают нанокристаллы германия, которые называют "квантовыми точками". Также проводится легирование марганцем (Mn), причем важно, чтобы марганец занял в квантовой точке строго определенную позицию, которая зависит от концентрации марганца и температуры. В серии экспериментов удалось показать, что оптимальная концентрация марганца - 2%, а рабочая температура процесса - 400C.

Одной из важных частей исследования была проверка - что получается при эпитаксии. Классический рентгеноструктурный анализ в этой технологии не подходит, поскольку речь идет о высокодисперсной системе, то есть системе, состоящей из очень мелких частиц. Для таких материалов используют метод EXAFS-спектроскопии, соответствующие исследования проводились на синхротроне ESRF в Гренобле, Франция, и в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения (СЦСТИ). EXAFS позволяет исследовать микроструктуру вещества буквально на уровне конкретного атома.
Российскую станцию EXAFS планируется соорудить в Новосибирской области в 2024 году.

Источник: inp.nsk.su

За новостями микроэлектроники и полупроводников удобно следить в телеграм-канале RUSmicro