RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 5, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2024

 / 

Март

←  →

Обзоры актуальных проблем


Развитие лазерной спектроскопии спиновых шумов

†  а, ‡  а, §  а, б, *  а
а Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская набережная 7–9, Санкт-Петербург, 199034, Российская Федерация
б Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий (Российский квантовый центр), ул. Новая 100, Сколково, Московская обл., 143025, Российская Федерация

Обзор посвящён новому направлению спектроскопии магнитного резонанса, основанному на оптической регистрации стохастической спиновой прецессии, — лазерной спектроскопии спиновых шумов, или спектроскопии спиновых флуктуаций (ССФ). Метод ССФ, подобно спектроскопии ЭПР, позволяет исследовать энергетическую структуру магнитных состояний среды, однако не подразумевает возбуждения регулярной спиновой прецессии и, благодаря использованию лазерно-поляриметрического канала детектирования сигнала, обладает рядом уникальных свойств. В обзоре рассматриваются специфические информационные возможности шумовой техники магнитного резонанса и описываются эксперименты, демонстрирующие эффективность применения этого подхода для изучения энергетических и динамических свойств спиновых подсистем твердотельных и газообразных парамагнетиков. На примере исследований эмиссии экситон-поляритонного конденсата рассмотрены особенности поляризационных флуктуаций вторичного свечения, в том числе неполяризованного света. Приведено строгое теоретическое описание закономерностей формирования поляриметрического сигнала спинового шума, основанное на модели неупругого (рамановского) рассеяния света элементарными носителями момента импульса.

Текст pdf (2,4 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2023.05.039367
Ключевые слова: спектроскопия спиновых шумов, спектроскопия спиновых флуктуаций, электронный парамагнитный резонанс, поляриметрия, экситон-поляритоны
PACS: 07.57.Pt, 76.30.−v, 78.20.Ls (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2023.05.039367
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2024/3/b/
Цитата: Козлов Г Г, Рыжов И И, Кавокин А В, Запасский В С "Развитие лазерной спектроскопии спиновых шумов" УФН 194 268–290 (2024)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 23 января 2023, доработана: 19 апреля 2023, 19 мая 2023

English citation: Kozlov G G, Ryzhov I I, Kavokin A V, Zapasskii V S “Development of laser spectroscopy of spin noise” Phys. Usp. 67 251–271 (2024); DOI: 10.3367/UFNe.2023.05.039367

Список литературы (77) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Kubo R Statistical Mechanics (Amsterdam: North-Holland, 1965); Пер. на англ. яз., Кубо Р Статистическая механика (Пер. с англ. под ред. Н Д Зубарева) (М.: Мир, 1967)
  2. Sleator T et al Phys. Rev. Lett. 55 1742 (1985)
  3. Sleator T et al Phys. Rev. B 36 1969 (1987)
  4. McCoy M A, Ernst R R Chem. Phys. Lett. 159 587 (1989)
  5. Gu&уacute;ron M, Leroy J L J. Magn. Reson. 1969 85 209 (1989)
  6. Müller N, Jerschow A Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 6790 (2006)
  7. Александров Е Б, Запасский В С ЖЭТФ 81 132 (1981); Aleksandrov E B, Zapasskii V S Sov. Phys. JETP 54 64 (1981)
  8. Müller G M et al Physica E 43 569 (2010)
  9. Zapasskii V S Adv. Opt. Photon. 5 131 (2013)
  10. Hübner J et al Phys. Status Solidi B 251 1824 (2014)
  11. Sinitsyn N A, Pershin Yu V Rep. Prog. Phys. 79 106501 (2016)
  12. Глазов М М ЖЭТФ 149 547 (2016); Glazov M M J. Exp. Theor. Phys. 122 472 (2016)
  13. Запасский В С, Козлов Г Г УФН 187 675 (2017); Zapasskii V S, Kozlov G G Phys. Usp. 60 628 (2017)
  14. Александров Е Б и др УФН 140 547 (1983); Aleksandrov E B et al Sov. Phys. Usp. 26 643 (1983)
  15. Weil J A, Bolton J R Electron Paramagnetic Resonance: Elementary Theory and Practical Applications 2nd ed. (Hoboken, NJ: Wiley-Interscience, 2007)
  16. Poltavtsev S V et al Phys. Rev. B 89 081304 (2014)
  17. Dahbashi R et al Phys. Rev. Lett. 112 156601 (2014)
  18. Ryzhov I I et al Appl. Phys. Lett. 106 242405 (2015)
  19. Ryzhov I I et al Sci. Rep. 6 21062 (2016)
  20. Ryzhov I I et al J. Appl. Phys. 117 224305 (2015)
  21. Mitsui T Phys. Rev. Lett. 84 5292 (2000)
  22. Zapasskii V S et al Phys. Rev. Lett. 110 176601 (2013)
  23. Yang L et al Nat. Commun. 5 4949 (2014)
  24. Glazov M M, Zapasskii V S Opt. Express 23 11713 (2015)
  25. Kozlov G G, Ryzhov I I, Zapasskii V S Phys. Rev. A 95 043810 (2017)
  26. Fomin A A et al Phys. Rev. Res. 2 012008 (2020)
  27. Kamenskii A N et al Phys. Rev. Res. 2 023317 (2020)
  28. Смирнов Д С, Манцевич В Н, Глазов М М УФН 191 973 (2021); Smirnov D S, Mantsevich V N, Glazov M M Phys. Usp. 64 923 (2021)
  29. Kamenskii A N et al Phys. Rev. B 105 014416 (2022)
  30. Kozlov V O et al Phys. Rev. B 107 064427 (2023)
  31. Запасский В С Журн. приклад. спектроск. 37 181 (1982); Zapasskii V S J. Appl. Spectrosc. 37 857 (1982)
  32. Kozlov G G, Ryzhov I I, Zapasskii V S Phys. Rev. A 97 013848 (2018)
  33. Харкевич А А Спектры и анализ (М.: Либроком, 2009); Пер. на англ. яз., Kharkevich A A Spectra and Analysis (New York: Consultants Bureau, 1960)
  34. Forrester A T, Gudmundsen R A, Johnson P O Phys. Rev. 99 1691 (1955)
  35. Abragam A The Principles of Nuclear Magnetism (Oxford: Clarendon Press, 1961); Пер. на русск. яз., Абрагам А Ядерный магнетизм (Пер. с англ. под ред. Г В Скроцкого) (М.: ИЛ, 1963)
  36. Römer M, Hübner J, Oestreich M Rev. Sci. Instrum. 78 103903 (2007)
  37. Römer M et al Phys. Rev. B 81 075216 (2010)
  38. Crooker S A et al Phys. Rev. Lett. 104 036601 (2010)
  39. Müller G M et al Appl. Phys. Lett. 97 192109 (2010)
  40. Oestreich M et al Phys. Rev. Lett. 95 216603 (2005)
  41. Weisbuch C, Vinter B Quantum Semiconductor Structures: Fundamentals and Applications (Boston, MA: Academic Press, 1991)
  42. Fleisher V G, Merkulov I A "5. Optical orientation of the coupled electron-nuclear spin system of a semiconductor" Optical Orientation (Modern Problems in Condensed Matter Sciences) Vol. 8 (Eds F Meier, B P Zakharchenya) (Amsterdam: North-Holland, 1984) p. 173
  43. van der Ziel J P, Pershan P S, Malmstrom L D Phys. Rev. Lett. 15 190 (1965)
  44. Battiato M, Barbalinardo G, Oppeneer P M Phys. Rev. B 89 014413 (2014)
  45. Buckingham A D, Stephens P J Annu. Rev. Phys. Chem. 17 399 (1966)
  46. Petrov M Yu et al Phys. Rev. A 97 032502 (2018)
  47. Запасский В С Физика твердого тела 61 946 (2019); Zapasskii V S Phys. Solid State 61 847 (2019)
  48. Kozlov V O et al J. Non-Cryst. Solids 621 122610 (2023)
  49. Kozlov V O et al Phys. Rev. Lett. 129 077401 (2022)
  50. Shumitskaya A A et al Adv. Opt. Mater. 2302095 (2023)
  51. Kozlov V O et al "Spin noise of a halide perovskite" arXiv:2311.06077
  52. Römer M, Hübner J, Oestreich M Appl. Phys. Lett. 94 112105 (2009)
  53. Müller G M et al Phys. Rev. B 81 121202 (2010)
  54. Berski F et al Phys. Rev. Lett. 111 186602 (2013)
  55. Hübner J et al Opt. Express 21 5872 (2013)
  56. Petrov M Yu et al Phys. Rev. B 97 125202 (2018)
  57. Cronenberger S et al Phys. Rev. Lett. 123 017401 (2019)
  58. Kozlov G G, Zapasskii V S, Shapochkin P Yu Appl. Opt. 57 B170 (2018)
  59. Sterin P et al Phys. Rev. Appl. 9 034003 (2018)
  60. Kozlov G G et al Phys. Rev. A 98 043810 (2018)
  61. Ryzhov I I et al Phys. Rev. B 93 241307 (2016)
  62. Wertz E et al Appl. Phys. Lett. 95 051108 (2009)
  63. Schneider C et al Nature 497 348 (2013)
  64. Read D et al Phys. Rev. B 80 195309 (2009)
  65. Glazov M M et al Phys. Rev. B 88 041309 (2013)
  66. Baumberg J J et al Phys. Rev. Lett. 101 136409 (2008)
  67. Levrat J et al Phys. Rev. Lett. 104 166402 (2010)
  68. Balas Y C et al Phys. Rev. Lett. 128 117401 (2022)
  69. Tsotsis P et al New J. Phys. 14 023060 (2012)
  70. Christopoulos S et al Phys. Rev. Lett. 98 126405 (2007)
  71. Cristofolini P et al Phys. Rev. Lett. 110 186403 (2013)
  72. Pickup L et al Phys. Rev. B 103 155302 (2021)
  73. Ryzhov I I et al Phys. Rev. Res. 2 022064 (2020)
  74. Shelykh I et al Phys. Rev. B 70 115301 (2004)
  75. Горбовицкий Б М, Перель В И Оптика и спектроскопия 54 388 (1983); Gorbovitskii B M, Perel V I Opt. Spectrosc. 54 229 (1983)
  76. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика (нерелятивистская теория) 6-е изд., испр. (М.: Физматлит, 2004); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory (Oxford: Pergamon Press, 1981)
  77. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Физматлит, 2005) с. 30; Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (Oxford: Pergamon Press, 1984)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение