Создан первый двумерный альтермагнит для наноэлектроники будущего

Российский научный фонд (РНФ) подвел итоги 2025 года. Ведущие ученые из экспертных советов РНФ отобрали десять наиболее ярких достижений российской науки, поддержанных Фондом. Среди них – проект совместного коллектива исследователей из НИЦ "Курчатовский институт" и Дальневосточного федерального университета, отмеченный в номинации "Инженерные науки".

Ученые создали и исследовали новый материал — двумерный альтермагнетик толщиной всего в один монослой. Это открывает путь к спинтронным устройствам будущего — энергоэффективной памяти и логическим схемам компьютеров на основе спина электрона.

Традиционно, магниты делятся на два класса — ферромагнетики и антиферромагнетики. Недавно открытые альтермагнетики сочетают в себе лучшие свойства этих двух классов, что ранее считалось невозможным: значительные спиновые сигналы при отсутствии мешающих работе устройств рассеянных магнитных полей.

Однако, современная электроника требует наноматериалов на уровне монослоя, интегрированных с кремниевой технологической платформой.

Ученые решили эту задачу, синтезируя на кремнии пленки на основе редкоземельного элемента гадолиния, уменьшая их толщину — от сотен атомных слоев до монослоя. Полученные пленки продемонстрировали все ожидаемые свойства альтермагнетиков. Переход к двумерному пределу позволил получить максимальные спиновые сигналы. Для различных приложений получены как металлические, так и полупроводниковые материалы. Последующие исследования позволили создать аналогичные редкоземельные альтермагниты на германиевой платформе.

Разработанная авторами технология делает возможным создание новых спинтронных устройств, в которых информация передается не только зарядом электрона, но и его спином. Это позволит осуществить переход к чипам с предельно низким энергопотреблением, которые работают быстрее, чем современные компоненты электроники.