Мультиферроики подружили с кремниевой электроникой
Новые функциональные материалы - класс материалов на основе оксидов. В частности, к ним относятся мультиферроики, сочетающие в себе ферромагнитное и сегнетоэлектрическое упорядочения; топологические изоляторы, внутри объема представляющие собой диэлектрики и проводящие ток на поверхности; а также новые сегнетоэлектрические материалы. Все они рассматриваются как потенциально применимые в области изготовления альтернативных сенсоров, энергонезависимой памяти и микроэлектромеханических схем (MEMS).
«Как правило, эти новые оксиды выращиваются на основе, несовместимой с вычислительными устройствами», - пояснил профессор Джей Нараян.
В новом исследовании ученые с помощью МЛЭ создали псевдоморфные пленки, выполняющие роль буфера между кремниевой основой и новыми функциональными материалами. Выбор последних при этом зависит от типа пленки. Так, в случае мультиферроиков используется сочетание пленок из нитрида титана, оксида магния, оксида стронция и манганита лантана стронция. Для топологических изоляторов буферный слой изготавливается из оксида магния и нитрида титана.
Отмечается, что при совмещении материалов пленки выравниваются по плоскости кристаллов и атомарногладкой подложки, что обеспечивает надежное сообщение слоев.
«Это может быть полезно для фиксации и сбора данных, их обработки, прогнозирования - и все на базе одного компактного чипа, - подчеркнул Нараян. - При этом операции будут более быстрыми, эффективными и позволят производить более мобильные устройства».
Кроме того, упомянутая технология, уже получившая патент, может применяться при создании «умных светильников». В настоящее время светодиоды для таких светильников интегрируются с сапфировыми подложками, которые не вполне совместимы с кремниевым оборудованием.
Молекулярно-лучевая эпитаксия (молекулярно-пучковая эпитаксия, МПЭ) - методика наращивания кристаллических материалов в условиях сверхвысокого вакуума. Позволяет выращивать слоистые структуры из различных полупроводников с моноатомными гладкими гетерограницами и заданным профилем легирования, в том числе квантовые точки, квантовые нити и псевдоморфные пленки.
