MegaScience в ТГТУ руками студентов
Антон Аристов, студент – магистрант ТГТУ оказался в числе претендентов на магистерскую программу Ecole des Mines Nancy, France. http://www.mines-nancy.univ-lorraine.fr/content/multiscale-materials От претендентов требуется блестящее знание английского языка и физики магнетизма.
Основу этих знаний и практических навыков Антон получает в Институте проблем химической физики РАН, где под руководством профессора ТГТУ Моргунова Р.Б. выполняет магистерскую дипломную работу (Фото 1).
Научная работа Антона посвящена исследованию процессов перемагничивания спиновых переключателей, которые играют определяющую роль в компьютерных считывающих головках и в инженерии спиновой магнитной памяти MRAM нового поколения.
Фото 1. Антон Аристов за работой у фотоэлектронного спектрометра XPS в лаборатории профессора Моргунова Р.Б. ИПХФ РАН г.Черноголовка, Московской области.
Возможность для обучения во Франции в одной из самых престижных магистерских школ возникла в связи с научным сотрудничеством кафедры Физики ТГТУ с профессором Stephane Mangin, возглавляющего научно-производственный сектор элементов спиновой памяти во Франции. Это сотрудничество реализуется в рамках гранта Министерства образования и науки РФ 3.1992.2017/ПЧ в рамках конкурса научных проектов, выполняемых научными коллективами исследовательских центров и (или) научных лабораторий образовательных организаций высшего образования.
В конце июня профессор Stephane Mangin (см. Фото 2) (Professeur à l’Université de Lorraine Département Physique de la Matière et des Matériaux) посетит ТГТУ с целью выступления с лекциями, совместной работы в лаборатории кафедры Физики и подготовки к участию в совместных европейских проектах.
Фото 2. Профессор Stephane Mangin (l’Université de Lorraine Département Physique de la Matière et des Matériaux) – главный распорядитель проекта Tube-Nancy
Интерес к его приезду во многом обусловлен уникальным опытом, развитым в Нанси (Франция), по сотрудничеству университета с промышленными предприятиями в области производства высокотехнологической продукции. Этой продукцией являются тоненькие пластиночки с ферромагнитными слоями толщиной доли нанометра, разделенные немагнитным материалом.
Фото 3. Изображение сенсора CoFeB/Ta/CoFeB в электронном микроскопе сверхвысокого разрешения.
Именно они при определенных условиях являются высокочувствительными сенсорами магнитного поля, присутствия на поверхности меченых белков и др. Главный физический эффект, который используется в их работе – гигантское магнитосопротивление. Поэтому такие элементы широко используются в высокотехнологичной медицине, электронике и других областях.
Производство сенсоров требует очень высокого вакуума на всех стадиях изготовления и аттестации. Поэтому сенсоры нельзя достать из одного устройства и перенести в другое, не подвергая их окислению. Чтобы преодолеть эти проблемы, в Нанси был развит многомиллиардный европейский проект Tube-Nancy, направленный на создание высоковакуумной трубы длиной 80! метров, в которой сенсоры в процессе изготовления и аттестации перемещаются от одного устройства к другому, не выходя из области высокого вакуума.
Фото 4. Профессор Моргунов Р.Б. на фоне фрагмента «трубы» Tube-Nancy с ответвлениями на приборы технологического цикла.
Третья часть «трубы» принадлежит университету, а остальное –промышленным предприятиям, вложившим основные средства в построение трубы на территории университета. Большинство студентов университета выполняют их дипломные проекты на этом оборудовании. Теперь оно доступно и ТГТУ, ведь Антон Аристов на фотографии держит в руках образцы, изготовленные в этой трубе, электронно-микроскопическая фотография которых, показана на Фото 3. Поскольку эти образцы первые, то выполнение работ кафедрой Физики проясняет дальнейшие инженерные аспекты настройки «трубы» и является вкладом кафедры в MegaScience международного уровня. Оборудование, которым занят Антон на Фото 1, это и есть один их комплексов, который подключают в боковые отводы трубы на Фото 4.. Поэтому, комплекс, на котором учится Антон, находится в Черноголовке, он реализует все те возможности измерений, которые будут нужны Антону во Франции.
Фото 5. Заведующий кафедрой Физики ТГТУ профессор Олег Сергеевич Дмитриев в Черноголовке в работе со сверхпроводящим квантовым интерферометром для изучения магнитных свойств спиновых вентилей.
Магнитные свойства упомянутых образцов также изучают в Черноголовке в лаборатории Моргунова Р.Б., где имеется превосходное оборудование для работы от низких температур 2 К в магнитных полях до 5 Тл (Фото 5). Этим занимается другой студент-магистр ТГТУ Александр Безверхний, который в течение нескольких месяцев уже стал соавтором вышедшей статьи в Scopus. Его работа также посвящена исследованию магнитных неоднородностей на поверхности пленок. «Магнитная улыбка» на Фото 6. является одним из первых результатов, полученных при участии Александра.
Фото 6. «Улыбка магнитного демона», реализованная случайным расположением магнитных доменов и обнаруженная на поверхности магнитов DyPr-CoFeB студентом ТГТУ А.Безверхним (см. Физика твердого тела, 2017, том 59, вып. 8).
Научный коллектив проф. Моргунова Р.Б. публикует статьи в высокоцитируемых европейских и американских журналах по физике, обязательно входящих в международные системы цитирования. Эта традиция прививается студентам, которые к моменту выполнения ими дипломной работы становятся специалистами международного уровня, получают не только диплом ТГТУ, но и диплом магистра престижных европейских университетов. После окончания аспирантуры подавляющее большинство молодых кандидатов наук отправляется зарубеж для продолжения работы во Франции, Германии, Голландии и Японии.