Tematyka

Tematyka sieci jest związana z nową, niezwykle dynamicznie rozwijającą się dziedziną nauki zwaną elektroniką spinową obejmującą badania właściwości magnetycznych układów i struktur, w których jeden lub więcej wymiarów jest ograniczony do rozmiaru rzędu nanometrów. Struktury takie, dzięki ograniczonej wymiarowości, wykazują wiele nowych własności fizycznych. Obecnie miniaturyzacja urządzeń elektronicznych osiągnęła taki poziom, że niezbędne jest wytwarzanie struktur magnetycznych w skali atomowej oraz sterowanie własnościami magnetycznymi takich obiektów. Złożoność takich struktur i procesów ich wytwarzania powoduje konieczność prowadzenia kompleksowych programów badawczych w celu lepszego poznania zjawisk odpowiedzialnych za określone właściwości magnetyczne w strukturach nanoskopowych. Taka kompleksowość badań jest tylko możliwa poprzez integrację wielu ośrodków badawczych i koordynację ich programów badawczych.

W ramach sieci ARTMAG podejmowane są następujące kierunki badań:

1. Opracowanie metod wytwarzania ultracienkich warstw i ich strukturyzacji w celu uzyskania nanostruktur typu nanodruty i kropki kwantowe (czyli układy odpowiednio dwu-, jedno- i zero-wymiarowe) z materiałów ferromagnetycznych. Niektóre z wymienionych struktur wytwarzane będą poprzez wzrost wymuszony samoistną rekonstrukcją powierzchni, „wicynalnym” podłożem (vicinal substrate), naprężeniami, dyslokacjami itd. lub też poprzez strukturyzację post-growth np. FIB (Focused Ion Beam), litografię elektronową, bombardowanie jonowe.
2. Charakteryzacja strukturalna i morfologiczna wytworzonych nanostruktur magnetycznych, określenie uporządkowania magnetycznego, rozkładu magnetyzacji, badania oddziaływań magnetycznych i procesów przemagnesowania.
3. Rozwijanie metod obrazowania nanostruktur magnetycznych.
4. Badania mechanizmów odpowiedzialnych za efekty powierzchniowe wpływające na efektywną anizotropię i magnetostrykcję.
5. Badania dynamiki procesów przemagnesowania w nanostrukturach.
6. Wytwarzanie różnego rodzaju złożonych nanostruktur magnetycznych wykazujących efekty gigantycznego (GMR) lub tunelowego (TMR) magnetooporu. Warto nadmienić, że odkrycie efektu GMR zostało w tym roku uhonorowane Nagrodą Nobla z fizyki dla A.Ferta i P.Grunberga. Poprzez zastosowanie nowych materiałów magnetycznych, odpowiedni dobór grubości poszczególnych podwarstw i parametrów technologii osadzania, opracowane zostaną układy magnetooporowe o parametrach atrakcyjnych z punktu widzenia określonych zastosowań praktycznych (głowice odczytu informacji z dysków magnetycznych, magnetooporowe pamięci RAM, sensory pola magnetycznego i wielkości nie elektrycznych).
7. Określenie korelacji pomiędzy strukturą i właściwościami magnetycznymi wytworzonych nanostruktur, zbadanie wpływu wygrzewania i bombardowania jonowego.
8. Obliczenia numeryczne pętli histerezy namagnesowania i magnetorezystancji z zastosowaniem programów własnych i programowania komercyjnego np. OOMMF (Object Oriented Micro Magnetic Framework).
9. Teoretyczne badania transportu ładunku i spinu w magnetycznych nanostrukturach: układy warstwowe, nanodruty i kropki kwantowe.

Specjalność naukowa sieci jest zgodna z badaniami naukowymi i pracami rozwojowymi prowadzonymi w ramach działalności statutowej jednostek tworzących sieć. Działalność naukowa Sieci jest również całkowicie zgodna ze strategicznym obszarem badawczym Krajowego Programu Ramowego, obejmującym rozwijanie badań nanotechnologicznych.