Une équipe de scientifiques du Centre scientifique de Krasnoïarsk (Département sibérien de l'Académie des sciences de Russie) et de l'Université fédérale de Sibérie a synthétisé des films ferromagnétiques à cristaux minces et développé une technologie pour leur mise en forme. Les films traités peuvent être utilisés dans les puces électroniques et spintroniques. Les résultats de l'étude ont été publiés dans Films solides minces .

L'équipe a créé des films de plusieurs centaines à plusieurs dizaines de nanomètres d'épaisseur, constitué de siliciures de fer synthétisés sur un substrat de silicium. Les siliciures de fer sont des composés de fer et de silicium qui ont généralement des propriétés ferromagnétiques lorsqu'ils sont soumis à certaines températures. Il existe également des siliciures de fer non magnétiques avec des caractéristiques optiques uniques qui peuvent être mis en pratique.

Des films comme celui-ci sont utilisés comme parties actives dans les dispositifs optiques et photoniques, ainsi que dans les puces électroniques et spintroniques intégrales. Les films ferromagnétiques minces ouvrent de nombreuses perspectives pour la spintronique (un domaine de la science qui prévoit la création de dispositifs de stockage et de traitement de l'information). Des appareils comme celui-ci consomment moins d'énergie électrique et ont des vitesses de fonctionnement plus élevées que les appareils électroniques traditionnels.

Cependant, développer de tels dispositifs, les scientifiques ont besoin que les films soient spécifiquement façonnés. Cela signifie qu'un modèle doit être appliqué aux films synthétisés, et ils doivent être coupés en fonction de cela. Faire cela, les scientifiques utilisent la gravure. La technique peut être soit humide (chimique) soit sèche (plasma, ion réactif, ou juste ion). Au cours d'une gravure humide, un film est placé dans un liquide, un agent de gravure qui dissout le reste. Avant cela, les scientifiques recouvrent les films de "masques" en utilisant la photolithographie pour définir la configuration requise. Un tel masque protège la partie souhaitée du film de la résolution. En gravure sèche, le même résultat est obtenu en utilisant un gaz qui détruit physiquement ou chimiquement le matériau.

« Nous avons élargi l'application de cette approche, étendu à de nouveaux alliages fer-silicium, et a montré que cela fonctionne. Nous avons également déterminé la vitesse de gravure et développé un micro-dispositif. Les mêmes procédés peuvent être utilisés pour la réalisation de différentes structures en électronique, photonique et autres applications, " dit Anton Tarasov, un co-auteur de l'article, candidat en sciences physiques et mathématiques, un associé scientifique du Kirensky Institute of Physics (FRC KSC de SD RAS), et tuteur principal à l'Université fédérale de Sibérie.

Les scientifiques soulignent qu'un grand avantage des nouveaux films n'est pas seulement leurs propriétés électroniques et magnétiques, mais compatibilité avec les semi-conducteurs technologiques les plus populaires. Cela signifie que ces films peuvent être développés sur des bases en silicium, germanium, et l'arséniure de gallium. Cela aidera l'équipe à obtenir des films minces de haute qualité avec des formes et une géométrie spécifiques d'une manière plus simple et plus abordable. De plus, les résultats obtenus augmentent la sélection de matériaux que les scientifiques peuvent utiliser pour développer des dispositifs.

« Grâce à cette technologie, on peut créer des dispositifs spintroniques ou photoniques, parce que les siliciures de fer ont des propriétés applicables dans ces domaines de la science. À l'heure actuelle, nous développons de nouveaux films et étudions les effets qui dépendent de leur topologie, " conclut le scientifique.