Магнитная память – камо грядеши? | Рождественские лекции НИТУ "МИСиС"

Страница Рождественских лекций: http://research.misis.ru/xmas2018

  Соболев Николай Андреевич

   Место: главное здание НИТУ "МИСиС", Ленинский пр-т, 4, Нанозал

Описание лекции:

Использование магнетизма для записи и хранения информации имеет длинную историю. Информация может храниться в некоторых магнитных материалах в виде ориентации намагниченности. Все начиналось с записи на стальную проволоку еще на рубеже XIX – XX веков. Первая энергонезависимая магнитная память с произвольным доступом (MRAM) была разработана в начале 50-х годов. Трехмерная ячейка памяти состояла из намагниченных тороидов (кольцевых сердечников), нанизанных на проволоки, натянутые в направлениях x, y и z, плюс индуктивно связанная четвертая проволока для считывания. В то время тороиды имели внешний диаметр около 2 мм. Развивалась также запись на магнитной ленте, жестких и гибких дисках. Растущие требования к объему памяти стимулировали рост плотности записи на жестких дисках на восемь порядков величины за последние 50 лет; площадь, занимаемая одним битом, уменьшилась соответственно. Это потребовало непрерывного повышения качества и надежности магнитных материалов диска и головок чтения и записи. 

Открытия гигантского магнитосопротивления (ГМС) в 1988 году и туннельного магнитосопротивления (ТМС) в 1995 году означали прорыв как в научном смысле, так и в развитии технологии магнитной записи. Последней новинкой в мире MRAM являются перпендикулярные магнитные туннельные переходы (pMTJ), содержащие два вертикально намагниченных ферромагнитных электрода, разделенных сверхтонкой пленкой диэлектрика, в первую очередь, MgO. Этот прибор не имеет движущихся частей, информация записывается и считывается электрическим током. 

В своей лекции я дам краткий обзор физических принципов, лежащих в основе различных типов магнитной памяти, а также расскажу о наиболее многообещающих разработках последних лет в этой области. 

О лекторе:

Николай Андреевич Соболев является одним из пионеров исследований ионной имплантации и радиационных эффектов в квантоворазмерных полупроводниковых структурах. Он обнаружил когерентную аморфизацию слоев Si и Geв сверхрешетках Si/Ge и слоев GaAs и AlAs в сверхрешетках GaAs/AlAs, повышенную радиационную стойкость сверхрешеток Si/Ge, структур с квантовыми точками Ge/Si и InAs/GaAs, а также лазеров на основе квантовых точек InAs/GaAs в сравнении с соответствующими объемными материалами и двумерными структурами. 

Николай Андреевич впервые синтезировал магнитные нанокристаллы в кремнии путем совместной имплантации ионов Mn и As или Mn и Sb. 

Николай Андреевич также внес вклад в сопредельные области радиационной физики полупроводников: 
 

• Обнаружил и исследовал несколько десятков центров люминесценции в облученном кремнии;
• Впервые обнаружил в Si стабильные комплексы радиационных дефектов с участием примесных атомов Ge;
• Впервые изучил взаимодействие при комнатной температуре между донорами и радиационными дефектами в GaAs и InP;
• Предложил и исследовал быстрый термический отжиг трансмутационно легированных полупроводников;
• Николай Андреевич выполнил цикл работ в области мультиферроиков и магнитных наноструктур.

Была обнаружена возможность наблюдения аномального эффекта Холла в тонких проводящих слоях с ферромагнитными включениями в отсутствие спиновой поляризации носителей заряда. 

Николай Андреевич показал, что слоистые магнитоэлектрические композиты на основе LiNbO3, обладающие высокой стабильностью физико-химических свойств при высоких температурах, являются весьма перспективными для магнитосенсорных применений в широком интервале температур. 

Николай Андреевич выполнил также ряд работ (защищенных авторскими свидетельствами) в области радиационной технологии полупроводниковых приборов и лазерных кристаллов.