Tổng hợp một số mang đa lớp Ge/GeMn cho các ứng dụng Sintronics

MÀNG ĐA LỚP Công nghệ spintronics đã và đang phát triển mạnh mẽ kể từ khi hiệu ứng từ trở khổng lồ được phát hiện vào năm 1988. Dựa trên sự thao tác đồng thời cả điện tích và spin của điện tử đã cho phép phát triển các thế hệ thiết bị và linh kiện điện tử mới trong ngành Vi điện tử. Lĩnh vực ứng dụng của spintronics rất rộng và liên ngành, từ các cấu trúc van spin trong đầu đọc của đĩa cứng đến các ứng dụng trong cảm biến từ tính để phát hiện phân tử trong sinh học và y học. Việc hiện thực hóa các thiết bị như vậy đòi hỏi sự tương tác kết hợp giữa khoa học vật liệu và công nghệ tiên tiến. Chất bán dẫn sắt từ là vật liệu đầy hứa hẹn và hiện đang là chủ đề của nhiều nghiên cứu. Khả năng tương thích với công nghệ vi điện tử Si–Ge (công nghệ CMOS) và khả năng tích hợp vào các linh kiện điện tử hiện đại là những đặc tính vô cùng quý giá của các vật liệu này. Nội dung chính của cuốn sách chuyên khảo này trình bày các kết quả nghiên cứu của tác giả cùng các cộng sự và tổng hợp từ những nghiên cứu của các nhà khoa học khác đã được công bố về quá trình tổng hợp các màng đa lớp trên cơ sở hợp chất Mn5Ge3 và các cột nano Ge1–xMnx bằng phương pháp epitaxy chùm phân tử và một số tính chất vật lý của chúng. Bên cạnh đó, tác giả cũng tổng quan ngắn gọn về công nghệ spintronics, bán dẫn sắt từ nói chung và bán dẫn sắt từ GeMn cùng với những ứng dụng của chúng. Cuốn sách bao gồm bốn chương. Chương I, trình bày sơ lược về công nghệ spintronics, các hiệu ứng từ – điện trở trong các màng đa lớp và sử dụng bán dẫn sắt từ trong tiêm spin và chế tạo cảm biến. Chương II, trình bày tổng quan về bán dẫn sắt từ GeMn trong công nghệ spintronics, hệ vật liệu Ge–Mn, bán dẫn pha loãng từ GeMn và hợp chất Mn5Ge3. Chương III, trình bày các kết quả nghiên cứu đã thu được về quá trình tổng hợp các màng đa lớp Ge/Ge1–xMnx/Ge(001) cấu trúc dạng cột nano và một số tính chất nổi bật của chúng. Chương IV, trình bày những kết quả nghiên cứu về quá trình tổng hợp các màng đa lớp Ge/Mn5Ge3/Ge(111) và một số giải pháp nhằm giảm sự khuếch tán của nguyên tử Mn trong quá trình lắng đọng các lớp phủ Ge, nhằm thu được những màng đa lớp có chất lượng tốt nhất. Để người đọc dễ theo dõi, các tài liệu tham khảo được sắp xếp theo từng chương và được đặt ngay sau mỗi chương sách. Mục đích của cuốn sách nhằm giúp người đọc kế thừa các kết quả nghiên cứu đã thu được về cấu trúc, tính chất từ và phương pháp tổng hợp các bán dẫn sắt từ GeMn và các màng đa lớp bán dẫn sắt từ có thể ứng dụng trong công nghệ spintronics. Cuốn sách này có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho cán bộ nghiên cứu, nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Vật lý quan tâm đến bán dẫn sắt từ GeMn và những ứng dụng của chúng. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hợp tác, giúp đỡ trong nghiên cứu và đóng góp ý kiến cho tài liệu của GS. Lê Thành Vinh, PGS. Lê Viết Báu, PGS. Lương Thị Kim Phượng, TS. Đậu Minh Tuấn và một số đồng nghiệp khác để có thể xuất bản được cuốn sách này. Do lần đầu được biên soạn nên cuốn sách chắc chắn sẽ còn có những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ các độc giả.