Saskarne starp supravadītāju (S) un feromagnētu (F) ir karstais punkts kondensēto vielu fizikā. Interfeisa savienojums starp abiem rada interesantākas fiziskas parādības. Magnētisko tuvuma efektu S/F saskarnē izraisa apmaiņas mijiedarbība starp elektronu spiniem abās saskarnes pusēs, kā rezultātā tiek nomākta magnētiskā secība vai nekonvencionālas supravadītspējas rašanās. Kad magnētiskais materiāls atrodas tiešā supravadītāja tuvumā, magnētiskais lauks nonāk tikai dažu nanometru apgabalā supravadītājā un iznīcina Kūpera pārus, kā rezultātā saskarnes supravadītspējas uzvedībā notiek telpiskas izmaiņas un ietekmē tās makroskopiskās fizikālās īpašības. materiāls no abām pusēm. Pašlaik supravadītāja spintronika ir kļuvusi par jaunu jomu, kurai ir svarīga loma bezizkliedes griešanās loģikas un uzglabāšanas tehnoloģiju īstenošanā.
Pašlaik magnētiskā tuvuma efekta pamatā esošais mehānisms S / F saskarnē dažādās materiālu sistēmās ir pretrunīgs. Iepriekš tika novērots, ka supravadītāja pārejas temperatūra svārstās līdz ar feromagnētiskā slāņa biezumu S/F heterosavienojumos, kas sastāv no metālu sakausējumiem, kas liecina, ka šajā sistēmā var būt īpašs supravadošo pāru viļņu pārraides veids spēcīgās apmaiņas dēļ. lauks. Izstrādājot progresīvas plānslāņa sagatavošanas metodes, pētnieki ir sākuši pētīt viena kristāla oksīda S/F heterosaskarnes, piemēram, augstas temperatūras supravadītāja (YBa2Cu3O7)/griešanās polarizētā pusmetāla feromagnēta (La1-xCaxMnO3) saskarni. . Konstatēts, ka saskarnei ir samazināts magnētiskais moments un pārejas metālu jonu griešanās pretparalēlisms abās saskarnes pusēs, un to ietekmē magnētiskā slāņa elektroniskais stāvoklis, S slāņa biezums un ne- vienota domēna struktūra. Novērojot supravadītāja pārejas temperatūras samazināšanos, pārejas platuma palielināšanos un spin-vārsta īpašības S / F heterosavienojumos, pētnieki atklāja, ka šis konkrētais saskarnes veids varētu būt noderīgs supravadošu spintronisko ierīču izstrādē.
Guo Erjia, Ķīnas Zinātņu akadēmijas Fizikas institūta pētnieks un Ķīnas Zinātņu akadēmijas akadēmiķis Jins Kuijuans, sagatavoja Fe3N/VN heterosavienojumus uz safīra substrātiem, izmantojot impulsa lāzera nogulsnēšanas paņēmienu, kam palīdz radiofrekvences slāpeklis. (RFN) atomu avotu un raksturoja to struktūras. Rentgenstaru difrakcijas profili parādīja, ka gan Fe3N, gan VN plēves pieauga gar<111>kristāliskā fāze un tai bija laba kristāliskā kvalitāte. Augstas izšķirtspējas skenējošās transmisijas elektronu mikroskopijas rezultāti liecina, ka saskarnes starp safīra substrātu un heterosavienojumiem un heterosavienojumiem raksturo atomu līmeņa plakanums, sakārtots atomu izvietojums un zema ķīmiskā sajaukšanās. Šajā pētījumā tika izmantots elektriskais un magnētiskais raksturojums zemās temperatūrās, lai raksturotu Fe3N / VN heterosavienojumu pretestību un magnētisko momentu kā temperatūras un magnētiskā lauka funkciju. Konstatēts, ka Fe3N/VN heterosavienojuma supravadītāja pārejas temperatūra samazinās par aptuveni 1,5 K, un gan Ginzburgas-Landau koherences garums, gan vidējais brīvais diapazons palielinās par aptuveni 20%, ko ietekmē feromagnētiskais Fe3N. Zem zemā lauka un supravadītāja pārejas temperatūras palielinās Fe3N/VN heterosavienojuma piesātinājuma magnētiskais moments, koercitīvais lauks un supravadīšanas kritiskais lauks, kas liecina, ka VN saskarnē var būt neto magnētiskais moments, ko rada Fe3N tuvākā kaimiņa efekts. slānis.
Turklāt šajā pētījumā tiek izmantots Ķīnas izkliedēto neitronu avota neitronu spektrometrs, lai izmērītu Fe3N / VN heterojunkciju polarizēto neitronu atstarošanas spektrus. Parādīts, ka aptuveni 5 nm apgabalā netālu no saskarnes VN plēvē pastāv tīrais magnētiskais moments aptuveni 60, 3 ± 2, 4 kA/m. Tajā pašā laikā šī magnētiskā momenta virziens ir saskaņots ar magnētiskā momenta virzienu feromagnētiskās plānās plēvēs. Konstatēts, ka VN saskarnei ir neto magnētiskais moments tikai tad, kad VN atrodas supravadītājā stāvoklī, par ko liecina polarizēto neitronu atstarošanas spektri ar mainīgu temperatūru un magnētisko lauku. Šī anomālā saskarnes magnētiskā iezīme atšķiras no iepriekšējā likuma par pretparalēlo griešanās izlīdzināšanu YBa2Cu3O7/La1-xCaxMnO3 oksīda saskarnēs un sakausējuma saskarnēs. Pirmo principu aprēķinos konstatēts, ka Fe3N/VN saskarnei ir d-orbitālās rekonstrukcijas un saskarnes lādiņu pārneses parādības, kā arī spini starp pārejas metālu joniem apmierina Heizenberga tiešās apmaiņas savienojumu, un savienojuma konstante J ir aptuveni 4,28 meV. . Šajā darbā tiek novērots visu nitrīdu supravadošo / feromagnētisko heterosaskarņu unikālais magnētiskais tuvākā kaimiņa efekts, un tas ir noderīgs supravadošu spintronikas ierīču konstruēšanai šajā darbā. griešanās vārsti un "π" Džozefsona krustojumi.
Saistītie pētījumu rezultāti tika publicēti National Science Review ar nosaukumu Sintropiskā spin izlīdzināšana saskarnē starp feromagnētiskajiem un supravadošajiem nitrīdiem. Šo darbu atbalstīja Ķīnas Nacionālās galvenās pētniecības un attīstības programmas īpašais projekts "Kvantu regulēšana un kvantu informācija", Kopīgais reģionālo inovāciju un attīstības fonds un Ķīnas Nacionālā dabaszinātņu fonda sākotnējā izpētes programma, Stable Atbalsta programma jaunajām komandām pamatpētījumos un Ķīnas Zinātņu akadēmijas īpašā asistenta programma, kā arī Ķīnas pēcdoktorantūras stipendija.
