Спектроскопия спиновых шумов — новые пути развития

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-12-01124

НазваниеСпектроскопия спиновых шумов — новые пути развития

Руководитель Запасский Валерий Сергеевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №18 - Конкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-202 - Полупроводники

Ключевые слова спектроскопия спиновых шумов, спектроскопия флуктуаций, магнитооптика, магнитометрия, парамагнетики, электронный парамагнитный резонанс, экситон-поляритоны, бозе-эйнштейновские конденсаты, полупроводники, наноструктуры

Код ГРНТИ29.31.26

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Стандартные методы физических измерений, как правило, подразумевают изучение отклика системы на приложенное внешнее возмущение. Известен, однако, принципиально иной, более экзотический, но не менее информативный подход к физическим измерениям, который основан на регистрации спонтанных флуктуаций невозмущенной системы. В оптике измерения такого рода обычно сводятся к исследованиям спектров флуктуаций интенсивности света. Эта область оптики, известная как спектроскопия шумов интенсивности (а также как корреляционная спектроскопия или спектроскопия оптического смешения) находит применение главным образом в исследованиях динамики жидких макромолекулярных структур. В 1981 году была показана применимость поляризационной версии спектроскопии шумов интенсивности для изучения спиновой динамики атомных систем, а десять лет назад эта техника, получившая название спектроскопии спиновых шумов, была успешно применена к полупроводниковым структурам и быстро приобрела широкую популярность как уникальный инструмент исследования магнитного резонанса и спиновой динамики полупроводниковых структур (включая слоистые системы и структуры низкой размерности). Теоретические и экспериментальные исследования, проведённые в последние годы в различных лабораториях мира, в том числе и в нашей группе, позволили не только обнаружить ряд новых неожиданных возможностей этой техники, но и обозначить круг нерешённых вопросов и перспективные направления дальнейших исследований. Данный проект нацелен на совершенствование этого метода исследований, на поиск и реализацию новых путей его развития. В настоящее время спектроскопия спиновых шумов, несмотря на достигнутый уровень популярности, ещё находится на начальном этапе своего быстрого развития, когда её место в арсенале методов современной физики ещё окончательно не определено. Поэтому работа по выбранной нами тематике представляется крайне актуальной. Выбор конкретных задач по проекту основывался на накопленном нами за последние годы опыте исследований и на наработанном заделе. Эти задачи, в частности, включают в себя разработку теории рассеяния света в средах с флуктуирующей гиротропией, расширение круга объектов спектроскопии спиновых шумов, решение фундаментальной проблемы анизотропии поля рассеяния, развитие магнитометрического потенциала методики, применение новых методов повышения поляриметрической чувствительности, развитие спектроскопии спиновых шумов вторичного свечения, развитие «активной» спектроскопии спиновых шумов. Полное использование потенциала спектроскопии спиновых шумов позволит не только получить новые фундаментальные сведения о динамике спиновых систем, но и разработать новые принципы практического использования спиновых систем полупроводниковых структур (в спиновых генераторах, магнитометрах, устройствах спиновой памяти и пр.).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Запасский В. С. Поляриметрия регулярных и стохастических сигналов в магнитооптике Физика твёрдого тела, т. 61, вып. 5, 2019 (год публикации - 2019)

2. Каменский А. Н, Гряйлих А., Рыжов И. И., Козлов Г. Г., Байер М., Запасский В. С. The spin-noise gain effect and spin noise spectroscopy of rare-earth ions in crystals Nature Physics (год публикации - 2020)

3. Фомин А.А., Петров М.Ю., Козлов Г.Г., Глазов М.М., Рыжов И.И., Балабас М.В., Запасский В.С. Spin-alignment noise in atomic vapor Physical Review Research (год публикации - 2019)

4. Чербунин Р.В., Литвяк В.М., Рыжов И.И., Кудинов А.В., Эльзассер С., Кнапп А., Кисслинг Т., Гёрц Ж., Хуснутдинов С., Войтович Т., Карчевский Г. High-resolution resonance Raman-scattering spectroscopy of pair clusters of manganese ions in CdTe Nature Communications (год публикации - 2020)

5. А. Н. Каменский, А. Гряйлих, И. И. Рыжов, Г. Г. Козлов, М. Байер, В. С. Запасский Giant spin-noise gain enables magnetic resonance spectroscopy of impurity crystals Physical Review Research, 2, 023317 (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevResearch.2.023317

6. Чербунин Р.В., Литвяк В.М., Рыжов И.И., Кудинов А.В., Эльзассер С., Кнапп А., Кисслинг Т., Гёрц Ж., Хуснутдинов С., Войтович Т., Карчевский Г. High-resolution resonance Raman-scattering spectroscopy of pair clusters of manganese ions in CdTe Physical Review B, 101, 241301(R) (год публикации - 2020)
10.1103/PhysRevB.101.241301

7. Владимирова М., Кроненбергер С., Скальбер Д., Рыжов И. И., Запасский В. С., Козлов Г. Г., Лемэтр А., Кавокин К. В. Spin temperature concept verified by optical magnetometry of nuclear spins Physical Review B: Rapid Communications (год публикации - 2018)

8. Козлов Г. Г., Шапочкин П. Ю., Запасский В. С. Heterodyne detection of scattered light: Application to mapping and tomography of optically inhomogeneous media Applied Optics (год публикации - 2018)

9. Козлов Г. Г., Рыжов И. И., Запасский В. С. Spin noise spectroscopy of randomly moving spins in the model of light scattering: Two-beam arrangement Physical Review A (год публикации - 2018)

10. Петров М. Ю., Рыжов И. И., Смирнов Д. С., Беляев Л. Ю., Потехин Р. А., Глазов М. М., Кулясов В. Н., Козлов Г. Г., Александров Е. Б., Запасский В. С. Homogenization of Doppler broadening in spin noise spectroscopy Physical Review B (год публикации - 2018)

Публикации