Наука

 

В лаборатории решается широкий круг фундаментальных и прикладных проблем физики магнитных явлений, наноэлектроники и наноматериалов. Основные направления работ связаны с исследованием магнитных и магниторезистивных свойств пленок и наноструктур, изучение эффектов спин-орбитального взаимодействия на доменную структур и образование устойчивых топологических конфигураций намагниченности.
 

Активно развиваются инновационные направления в области гибридной электроники: базовые элементы магнитной логики и памяти, спиновые вентили, полупроводниковые и магнитные нейроморфные устройства, композиционные магнитные материалы, алмазоподобные покрытия.
 

Научно-исследовательские проекты поддержаны российскими и международными грантами. 
 

Работа в лаборатории ведётся в тесной коллаборации с российскими и зарубежными группами:


Dr Alain Nogaret, University of Bath (UK)
Dr Alexander Balanov and Dr Natalya Janson, Loughborough University (UK)
Dr Oleg Makarovsky, Nottingham University (UK)
Dr Andrii Chumak, University of Kaiserslautern (Germany)
Prof Dave Ritchie, Cambridge University (UK)
Prof W. Kuch, Free University of Berlin (Germany)
Prof Sergey Demokritov, Munster University (Germany)
Prof Konstantin Guslienko, Universidad del Pais Vasco, San Sebastian (Spain)
Dr Erik Wahlstrom, NTNU (Norway)
Prof Valentin Novosad, Argonne National Laboratory (USA)
Prof Andrey Slavin, Oakland University, Rochester (USA)
Dr Farkhad Aliev, Universidad Autonoma de Madrid (Spain)
Dr Farzad Nasirpouri, Sahand University of Technology (Iran)
Prof. Young Keun KIM, Korea University (Korea)
Prof. Zung-Hang Wei, National Tsing-Hua University (Taiwan)
Prof. Philip Pong, The University of Hong Kong (Hong Kong)
Prof Mikhail Kostylev, The University of Western Australia (Australia)
Prof. Oleg Tretiakov, University of New South Wales (Australia)
Prof. Xiufeng Han, Institute of Physics CAS (China)
Prof. Dr. Rudolf Schäfer, IFW Dresden (Germany)
Prof. Dr. Mathias Kläui, Johannes Gutenberg University Mainz (Germany)
Проф. С.А. Никитов, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
Проф. А.А. Саранин, Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН

Актуальные проекты

В современной спинтронике исследование процессов токоиндуцированного перемагничивания (spin-orbit torque, SOT) в пленках, содержащих материалы с сильным спин-орбитальным взаимодействием, является актуальным и многообещающим.

 

В проекте будут впервые экспериментально получены антиферромагнитные скирмионы Неелевского типа в синтетических антиферромагнетиках, а также разработан новый подход к конструированию слоистых материалов с управляемым взаимодействием Дзялошинского – Мориа. При помощи расчетов будут проанализированы условия формирования АФМ скирмионов и особенности их движения в системах с взаимодействием Дзялошинского-Мориа. Впервые будет экспериментально исследовано токоиндуцированное движение АФМ скирмионов, а также эффекты, обусловленные спиновым эффектом Холла в синтетических антиферромагнетиках. Полученные результаты могут быть использованы для создания простых и энергоэффективных носителей информации и логических устройств на основе АФМ скирмионов.

Проект поддержан грантом РФФИ.

В рамках проекта могут быть поддержаны до 2 магистрантов 

Спин-зависимые явления и неколлинеарные магнитные текстуры в синтетических антиферромагнетиках с нарушенной инверсной симметрией

DMI AFM vortex skyrmions.jpg

Развитие современных технологий, такие как робототехника, автономный транспорт и малые летательные аппараты, электротранспорт, экологически чистая энергетика и другие направления, сложно представить без сильных постоянных магнитов, которые используются в электроприводах и генераторах.

В данном проекте с помощью легирования, наноструктурирования и искрового плазменного спекания будут разработаны научно-технологические основы создания магнитных материалов из нанопорошков на основе Nd-Fe-B, но с добавками празеодима и кобальта. При этом будут разработаны научные основы энергоэффективной технологии синтеза нанопорошков Nd2(Fe,Co)14B и (Nd,Pr)2(Fe,Co)14B и технологии получения магнитожестких материалов с помощью искрового плазменного спекания. Основной упор будет сделан на расширение температурного диапазона эксплуатации магнитных материалов.

 

Поиск оптимальных параметров нанопорошков, а также условий спекания для достижения максимума межзеренного обменного взаимодействия, увеличения гистерезисных характеристик и повышения магнитной энергии (BH)max позволит разработать ресурсосберегающие технологии синтеза магнитожестких материалов.

Проект поддержан грантом РНФ.

В рамках проекта могут быть поддержаны до 3 магистрантов 

Синтез и комплексное исследование магнитожестких материалов на основе наночастиц Nd-(Fe, Co) с улучшенными функциональными свойствами

NdFeCoB particals sintering hard magnets.jpg

Инициативный междисциплинарный проект, реализуемый совместно с учеными Школы естественных наук и Школы биомедицины ДВФУ, а также группой Prof. Y.K. Kim (Korea University, Seoul, South Korea)

В рамках проекта могут пройти обучение  до 2 магистрантов 

Магнитные наночастицы для биомедицинских применений

Biomed nanoparticals cancer.jpg

Оцифровка и анализ движений, осуществляемых человеком, животными или роботами, актуальная задача для систем полной и дополненной виртуальной реальности.  Высокоточная регистрация движения тела человека в особенности его конечностей, например, рук, важна не только для игровой индустрии, но и для специальных применений в промышленности, спорте, медицине и образовании.

Целью данного проекта, является создание системы регистрации движения тела человека (full body tracker), на основе кинематических датчиков и высокочувствительных сенсоров магнитного поля, работающей в градиентном магнитном поле.

В рамках проекта могут пройти обучение  до 2 магистрантов

Разработка системы регистрации движения тела человека

VR_prototip.JPG

Управление магнитными свойствами материалов является одной из важных задач современной электроники. Перспективным направлением для решения этой задачи является использование материалов, свойства которых изменяются при пропускании электрического тока. Впервые предлагается индуцирование в магнитном слое наклонной магнитной анизотропии для нарушения магнитной симметрии структуры и использования структурированной подложки для эффективного токоиндуцированного переключения.

 

Такой подход позволит апробировать методику взаимного изменения вкладов спинового эффекта Холла и эффекта Рашбы в механизм переключения, и создать в результате выполнения проекта максимально простую многослойную структуру, не требующую дополнительного внешнего магнитного поля для переключения током. Полученные новые знания могут быть использованы при разработке новых устройств функциональной электроники, в, частности, магнитной логики и магниторезистивной памяти.

Проект поддержан грантом РФФИ.

В рамках проекта могут быть поддержаны до 2 магистрантов 

Исследование механизмов токоиндуцированного перемагничивания многослойных магнитных наноструктур со спин-орбитальными эффектами

SOT Switching spinorbitronica .jpg

Исследования последних нескольких лет показали возможность создания высокоэффективных устройств магнитной логики и энергонезависимой магнитной памяти нового поколения. Такие устройства основаны на сверхбыстром и контролируемом смещении скирмионов в трехслойных асимметричных структурах типа тяжелый металл1/ферромагнетик/тяжелый металл2 с помощью неполяризованного тока за счет спинового эффекта Холла или эффекта Рашбы.

В данном проекте мы создадим магнитную среду записи и передачи информации на основе монокристаллических суперрешеток [Co/Pd(111)]n, удовлетворяющую всем вышеперечисленным требованиям. Значительное проявление спин-орбитальных эффектов в симметричной по составу системе обусловлено неодинаковой структурой интерфейсов сверху и снизу от ферромагнитных слоев. На основе экспериментальных результатов, будет предложена качественная физическая модель, объясняющая увеличение взаимодействия Дзялошинского-Мория в симметричных суперрешетках при росте числа бислоев.

Проект поддержан грантом РФФИ.

В рамках проекта может  быть поддержан 1 магистрант 

Граничное взаимодействие Дзялошинского-Мория в эпитаксиальных симметричных многослойных структурах

CoPd multilayers DMI.JPG

Разработка и изучение беспористых тонкопленочных алмазоподобных покрытий (АПП) типа ta-C (углерод в тетраэдрической аморфной форме), формирование которых происходит без добавления водорода, является актуальной задачей.

 

Такие покрытия обладают повышенной твердостью и износостойкостью. Они используются для улучшения рабочих характеристик и увеличения срока службы трущихся деталей и промышленных режущих инструментов, используемых для обработки металлов, в том числе, цветных, пластика и композитных материалов.

 

В проекте мы отрабатываем  новые режимы нанесения DLC покрытий для специальных применений - износостойкие покрытия для нанометрологии, биомедицинские и аэрокосмические применения.  

Инициативный проект, выполняемый совместно с учеными Школы естественных наук и Институтом проблем механики РАН, Москва.

В рамках проекта могут пройти обучение  до 2 магистрантов

Алмазоподобные покрытия для специальных применений

DLC nano coating drill .jpg
  • Facebook Clean Grey
  • Twitter Clean Grey
  • LinkedIn Clean Grey

© 2025 Александр Самардак

eng (1)_NG.png

690922, Россия, Приморский край,

о. Русский, п. Аякс 10,

кампус ДВФУ, Лабораторный корпус, L445

email: spinnanolab@gmail.com