Ученые ИПМаш РАН разработали технологию для получения вакансий в кристаллической решетке кремния для микроэлектроники
Ученые Института проблем машиноведения (ИПМаш) РАН создали технологию получения кремниевых вакансий – дефектов в кристаллической решетке карбида кремния, которые делают этот материал эффективным для спинтроники – науке, которая помогает создавать новые устройства в электронике.
Спинтроника - это область науки, которая изучает применение свойств спина (магнитного момента) частиц, таких как электроны, в создании новых устройств и приборов. К началу XXI века стало ясно, что наиболее подходящими новыми материалами для спинтроники могут быть не только идеальные кристаллы, а кристаллы, содержащие вакансии. Вакансии - это дефекты в кристаллической решетке, которые могут создаваться разнообразными процессами, такими как облучение, нагревание или давление. Их наличие может значительно влиять на свойства кристаллов: изменять твердость, электрическую проводимость, оптические свойства и т.д.
В частности, перспективной считается кремниевая в карбиде кремния. Энергия образования кремниевых вакансий в карбиде кремния чрезвычайно высока, поэтому в настоящее время их получают облучением пучками высокоэнергетичных частиц. Но вакансий с нужными свойствами получается при облучении очень мало, порядка 108-1012 см-3.
«В лаборатории структурных и фазовых превращений Института проблем машиноведения РАН под руководством зав. лаб., проф. Сергея Кукушкина была впервые разработана технология, позволяющая получать требуемые кремниевые вакансии в SiC в нужном количестве», - рассказал главный научный сотрудник лаборатории структурных и фазовых превращений в конденсированных средах ИПМаш РАН Андрей Осипов.
Новая технология, разработанная в ИПМаш РАН, вначале создает кремниевые вакансии в кремнии вместо карбида кремния, что не только проще, но и эффективнее. Затем верхняя часть кремния с вакансиями превращается в слой карбида кремния за счет химической реакции. Концентрация кремниевых вакансий при этой технологии на много порядков выше, чем при облучении, а распределение по поверхности однороднее. Этот новый материал обеспечивает высокую плотность спин-поляризованного тока, который может использоваться в коммерческих целях.
Ранее ученые Института проблем машиноведения (ИПМаш) РАН создали первую российскую технологию получения карбида кремния – кристаллического материала для микроэлектроники, по характеристикам превосходящего использующиеся в настоящее время кремний. Технология проста в получении и многократно дешевле существующих зарубежных технологий.