Первый в мире наномембранный спин-детектор электронов создали в Новосибирске

Уникальный спин-детектор планируется установить на оборудовании станции СКИФ первой очереди.

Ученые Института физики полупроводников им А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) вместе с коллегами из других организаций сделали детектор спина электронов, используя своеобразный фильтр, в качестве которого выступает ферромагнитная пленка нанометровой толщины — наномембрана. Это первое в мире устройство, где детектирование спина электронов происходит с помощью их фильтрации через наномембрану с передачей изображения в поляризованных электронах.

— Принцип действия похож на оптический поляризатор, которым многие пользуются, надевая поляризационные солнечные очки, — поясняют в институте. — По аналогии, если через ферромагнитную наномембрану пропустить неполяризованные электроны, то на выходе получим поляризованные. Исследователи добились мирового рекорда эффективности в детектировании спиновой поляризации электронов, с учетом пространственного разрешения. Для проверки эффективности спин-детектора был сделан — и тоже впервые в мире — спиновый триод или спинтрон. Спин-детектор будет использоваться на установке фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением (ФЭСУР/ARPES) станции «Электронная структура» Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ).

Отмечается, что купить спиндетектор за рубежом для СКИФ сейчас невозможно, да и устройств, сочетающих столь полный функционал (детектирование спина с пространственным разрешением), высокую эффективность, низкую стоимость и удобство использования, попросту не существует. Кроме ФЭСУР (ARPES), спиновый анализатор сравнительно легко интегрировать, например, в электронные микроскопы, что позволит получать подробную информацию о магнитных свойствах твердых тел. А технология, созданная при разработке спинтрона, может дать толчок к развитию нового направления – вакуумной спинтронике. Детали совместной работы ученых ИФП СО РАН, Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов», Новосибирского государственного университета, ЗАО «Экран-ФЭП» опубликованы в журнале Physical Review Letters. Исследование велось при поддержке Российского научного фонда и Правительства Новосибирской области.

Ученые считают, что новый спин-детектор с пространственным разрешением должен стать самым эффективным и удобным (среди спин-детекторов) для исследователей и пользователей метода ФЭСУР (ARPES), особенно с использованием синхротронного излучения.