{"id":27182,"date":"2012-05-02T09:52:37","date_gmt":"2012-05-02T06:52:37","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27182"},"modified":"2012-05-02T09:52:37","modified_gmt":"2012-05-02T06:52:37","slug":"ferromagneetiline-raudoksiid-tinaoksiidi-nanoosakestel-voimalike-spintrooniliste-rakenduste-tarvis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27182","title":{"rendered":"Ferromagneetiline raudoksiid tinaoksiidi nanoosakestel v\u00f5imalike spintrooniliste rakenduste tarvis"},"content":{"rendered":"

Kiirelt magneetuvaid ja nii magneetiliselt kui elektriliselt kiiresti \u00fcmberl\u00fclituvaid tahkeid materjalikihte on tarvis arendada uuelaadsete suhteliselt v\u00e4ikese energiatarbega ja samas suure tihedusega m\u00e4lumaterjalide jaoks. Sellistes materjalides v\u00f5iks salvestada infobitte elektriliselt, rakendades materjalile magnetv\u00e4lja, v\u00f5i siis ka vastupidi, lugedes elektriliselt polariseeritud magnetmaterjali magneetumust. Peamine on esialgu siiski magnetiline salvestus ja elektriline lugemine\u2026 niiv\u00f5rd kuiv\u00f5rd v\u00f5ib neid teineteisest \u00fcldse eraldada.<\/strong><\/p>\n

Aatomkihtsadestatud<\/a> (ALD) ferri- ja ferromagnetiliste \u00f5hukeste tahkiskilede sadestamine ja nende f\u00fc\u00fcsikaliste (magnet- ja elektriliste) omaduste anal\u00fc\u00fcsi n\u00e4ol on tegemist Eestis t\u00e4iesti uue valdkonnaga,\u00a0 mis on ka fikseeritud \u00fche uurimissuunana Eesti Magnetlaboris Eesti Infrastruktuuri (https:\/\/www.etis.ee\/Portaal\/infrastruktuur.aspx)\u00a0 Teekaardil. \u00a0ALD kiled (s\u00fcnteesitakse Tartu \u00dclikooli F\u00fc\u00fcsika Instituudi ja Helsingi \u00dclikooli poolt) ja nende kasutamine spinnelektroonika (spintroonika) rakendustes on kogu maailmas kiiresti kasvav teadustemaatika. N\u00e4iteks \u00f5hukeste raudoksiidkilede magneetuvus pole muidugi v\u00f5rreldav metalsete magnetmaterjalide magneetuvusega, kuid ALD abil tehtud kilede eelis on, et me suudame magnetmaterjali kasvatada suvalise kujuga alustele ja v\u00e4ga \u00fchtlaselt, nanomeetri (nm) t\u00e4psusega. V\u00e4hese magneetuvusega materjale mis on valdavalt kasutusel pooljuhtidena (HfO2<\/sub>, TiO2 <\/sub>jne) nimetatakse \u2018lahjadeks magnetmaterjalideks\u2019 (diluted magnetic materials <\/em>).<\/p>\n

Ajakirjas \u2018Journal of Crystal Growth\u2019 ilmus Tartu \u00dclikooli F\u00fc\u00fcsika Instituudi t\u00f6\u00f6tajate Aile Tamme, Jekaterina Kozlova, Aleks Aidla, Tanel T\u00e4tte, T\u00f5nis Arrovali, Uno M\u00e4eoru, Hugo M\u00e4ndari, <\/sup>Kaupo Kukli ja Keemilise Bioloogilise ja F\u00fc\u00fcsika Instituudi (KBFI) t\u00f6\u00f6tajate Mukesh Dimri ja Raivo Stern koost\u00f6\u00f6s artikkel \u201eAtomic layer deposition of ferromagnetic iron oxide films on three-dimensional substrates with tin oxide nanoparticles<\/em>\u201d[allikas]. Artikli teemaks on \u00f5hukesed tahkiskihid, mis juba paarik\u00fcmne nanomeetri paksuse kihina annavad arvestatavat magneetumist. Uurimise all oli raudoksiid (Fe2<\/sub>O3<\/sub> ehk hematiit), mis on iseenesest ka magneetuv materjal, kuid kui \u00f5nnestub protsessi k\u00e4igus saada ka osaliselt Fe3<\/sub>O4<\/sub>, mis on tuntud ka magnetiidi nime all, siis on tekkinud kile magneetuvus palju suurem. Artiklis n\u00e4itasime, et kasutades SnO2<\/sub> nanopalle aluskihina raudoksiidi all, hakkas eelistatult kasvama hoopis magnetiit. Muidugi ei saanud me kasvatada puhast magnetiiti, kuid protsessitingimused n\u00e4htavasti v\u00f5imaldasid selle teket lisaks peamisele raudoksiidi faasile.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Joonis 1. Aatomj\u00f5umikroskoobi (AFM) pilt SnO2 nanopallidest, kus v\u00e4ikesed ja k\u00fcllaltki \u00fchesuurused pallid katavad aluse \u00fcsna \u00fchtlaselt, (vasakul). Skaneeriva elektronmikroskoobi (SEM) pilt raudoksiidist lahutusega 300 nm n\u00e4itab, et kile pind pole enam \u00fcldse v\u00e4ga tasane vaid pigem on tekkinud pinnast eemalduvad osakese (paremal).<\/p><\/div>\n

\"\"<\/a>

Joonis 2. Magneetumist iseloomustavad k\u00f5verad SnO2 osakestega planaarse tahkiskihi jaoks (must) ja 3-dimensionaalsetele alustele kasvatatud tahkiskihtide kohta (sinine ja roheline). Pilt allikast.<\/p><\/div>\n

P\u00f5hjuseid selleks, miks meil tekkis parem magnetmaterjal kui tavaline Fe2<\/sub>O3<\/sub> oli ilmselt mitu. Esiteks muidugi see, et v\u00e4ikesed kristalliidid aluspinnal suurendasid oluliselt aluspinna suurust (karedust) tekitades nukleatsioonitsentreid (joonis 1.), mis on olulised kile kasvamise alustamiseks. Samuti aitas magnetiidi kasvu tekitada tinaoksiid, t\u00e4nu oma +3 oks\u00fcdatsiooniastmele (elektronide vakantsile) kerge ebastabiilsuse pinnal, mist\u00f5ttu muutus Fe3<\/sub>O4<\/sub> tekkimine eelistatumaks.<\/p>\n

Materjali magneetumist m\u00f5\u00f5deti vibreeriva prooviga magnetomeetriga (vibrating sample magnetometer<\/em>, VSM). M\u00f5\u00f5detud k\u00f5ver iseloomustab aine magneetuvuse s\u00f5ltuvust vastu v\u00e4list magnetv\u00e4lja (joonis 2). Graafikult saab teada planaarsele paarik\u00fcmne nm paksusele tahkiskihile iseloomuliku k\u00fcllastusmagneetuvuse, j\u00e4\u00e4kmagneetuvuse, ja ka koertsitiivsuse.<\/p>\n

Autor: Aile Tamm<\/p>\n

Allikas:<\/strong> Aile Tamm, Mukesh Dimri, Jekaterina Kozlova, Aleks Aidla, Tanel T\u00e4tte, T\u00f5nis Arroval, Uno M\u00e4eorg, Hugo M\u00e4ndar, Raivo Stern, <\/sup>Kaupo Kukli. \u201cAtomic layer deposition of ferromagnetic iron oxide films on three-dimensional substrates with tin oxide nanoparticles<\/a>\u201d Journal of Crystal Growth 343 (2012) 21\u201327.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Kiirelt magneetuvaid ja nii magneetiliselt kui elektriliselt kiiresti \u00fcmberl\u00fclituvaid tahkeid materjalikihte on tarvis arendada uuelaadsete suhteliselt v\u00e4ikese energiatarbega ja samas suure tihedusega m\u00e4lumaterjalide jaoks. Sellistes materjalides v\u00f5iks salvestada infobitte elektriliselt, rakendades materjalile magnetv\u00e4lja, v\u00f5i siis ka vastupidi, lugedes elektriliselt polariseeritud magnetmaterjali magneetumust. Peamine on esialgu siiski magnetiline salvestus ja elektriline lugemine\u2026 niiv\u00f5rd kuiv\u00f5rd v\u00f5ib neid […]<\/p>\n","protected":false},"author":27,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[19,37,107,16],"tags":[150],"class_list":{"0":"post-27182","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-teadusuudised-eesti-asi","7":"category-eestist-endast","8":"category-tartu-ulikool","9":"category-teadusuudis","10":"tag-magnetmaterjalid","11":"entry","12":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27182","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/27"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27182"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27182\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27182"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27182"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27182"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}