远东联邦大学(FEFU)和俄罗斯科学院远东分校(FEB RAS)的科学家开发了由纳米晶体磁铁矿薄膜(Fe 3 O 4)组成的纳米异质结构，该薄膜覆盖硅基底并附加了一层氧化硅(SiO 2 / Si)。它的磁和磁传输特性可能有助于设计具有新型自旋电子元件的高效混合半导体器件。相关文章发表在《合金与化合物》杂志上。

新的纳米异质结构只有75 nm厚，因此特别令人关注，因为它可以用作半导体硅衬底的自旋极化电子源。

该工作的作者首次描述了仅包含Fe 3 O 4纳米晶体的薄膜形成的最佳条件。的晶格中，这些结构具有针对被称为结晶组织中的Si-衬底某些优选取向。

“反应沉积已经被证明是生产纳米膜的有效方法。在我们的工作中，我们在氧气气氛中使用了铁的反应沉积。我们研究了Fe 3 O 4纳米膜的结构和形态对其纳米结构的影响。我们描述了获得最佳膜的条件，并进一步将其用于通过自旋极化电子通过SiO 2超薄层注入硅的装置中。Vyacheslav Balashev说，因此，我们基础研究的结果可以广泛地应用于应用物理学中。Balashev是FEFU自然科学学院低维结构物理系的工程师，并且是该大学的高级研究员。 FEB RAS自动化与控制过程研究所混合结构实验室。

在新结构中，电子自旋极化比在其他磁性材料的薄膜中更有效。这将有助于为自旋电子设备创建自旋注射器。

“ 由于理论上预测到100%的电子自旋极化，世界各地的科学家们一直在研究Fe 3 O 4纳米颗粒和薄膜的磁导性能。这对于要求纯自旋电流的自旋电子器件是完美的性能。 (一种更有效的电流模拟)。自旋电流是由电子自旋的传递而不是电荷决定的。因此，自旋电子器件不会因焦耳热而损失能量，”该系助理教授Alexander Samardak FEFU自然科学学院计算机系统学院评论。

据这位科学家说，磁铁矿的高自旋极化尚未通过实验得到证实，但是在该领域中有一些有希望的研究领域，包括在半导体衬底上开发具有给定晶体织构的磁铁矿薄膜。晶体结构决定了纳米膜的磁和磁传输性质。所有这些研究使科学家们更接近于创建高效的纯自旋电流注入器，该注入器可用于基于半导体和磁性材料的混合设备。

“现代电子产品几乎已达到极限。由于多种物理限制，不可能进一步减小其功能元件的尺寸。我相信基于Si的电子产品和节能自旋电子产品的集成指日可待， ”亚历山大·萨玛达克(Alexander Samardak)总结道。