RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2025 Получить статью →
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов
Поиск →

Выпуски

 / 

2025

 / 

Январь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Электронный спиновый резонанс в двумерных электронных системах

† , ‡ 
Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна РАН, ул. Академика Осипьяна 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Российская Федерация

Обсуждаются основные экспериментальные работы, посвящённые изучению спиновых свойств двумерных электронных систем посредством электрически детектируемого электронного спинового резонанса. Рассматриваются ключевые аспекты спинового резонанса — механизм детектирования, анизотропия спинового расщепления, влияние сверхтонкого и спин-орбитального взаимодействия на физику спинового резонанса. Особое внимание уделяется системам с сильным электрон-электронным взаимодействием, которые формируются в различных AlAs/AlGaAs и ZnO/MgZnO полупроводниковых гетероструктурах. Именно в таких материальных системах наблюдалась целая серия уникальных физических явлений, связанных со спином. Обсуждаются перспективы электронного спинового резонанса в двумерных системах.

Текст pdf (665 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2023.12.039626
Адреса для корреспонденции: † shchepetilnikov@issp.ac.ru и ‡ kukush@issp.ac.ru
Ключевые слова: полупроводниковые гетероструктуры, двумерные системы, спиновая физика, электронный спиновый резонанс, транспортные свойства
PACS: 76.30.−v
DOI: 10.3367/UFNr.2023.12.039626
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/1/d/
001424253700003
2-s2.0-85219740361
2025PhyU...68...32S
Цитата: Щепетильников А В, Кукушкин И В "Электронный спиновый резонанс в двумерных электронных системах" УФН 195 34–49 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 10 ноября 2023, доработана: 22 декабря 2023, 23 декабря 2023

English citation: Shchepetilnikov A V, Kukushkin I V “Electron spin resonance in two-dimensional electron systems” Phys. Usp. 68 32–45 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2023.12.039626

Список литературы (130) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Koralek J D et al Nature 458 610 (2009)
  2. Walser M et al Nature Phys. 8 757 (2012)
  3. Stoner E C Proc. R. Soc. London A 165 372 (1938)
  4. Drummond N D, Needs R J Phys. Rev. Lett. 102 126402 (2009)
  5. Kulik L V et al Phys. Rev. B 72 073304 (2005)
  6. Fert A, Reyren N, Cros V Nat. Rev. Mater. 2 17031 (2017)
  7. Barrett S E et al Phys. Rev. Lett. 74 5112 (1995)
  8. Bader S D, Parkin S S P Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 1 71 (2010)
  9. Van Vleck J H The Theory of Electric and Magnetic Susceptibilities (Oxford: The Clarendon Press, 1932)
  10. Stuart R, Marshall W Phys. Rev. 120 353 (1960)
  11. Ando T, Uemura Y J. Phys. Soc. Jpn. 37 1044 (1974)
  12. Falson J et al Nat. Mater. 21 311 (2022)
  13. Shayegan M Nat. Rev. Phys. 4 212 (2022)
  14. Roth L M, Lax B, Zwerdling S Phys. Rev. 114 90 (1959)
  15. Ивченко Е Л, Киселев А А Физика и техника полупроводников 26 1471 (1992); Ivchenko E L, Kiselev A A Sov. Phys. Semicond. 26 827 (1992)
  16. Калевич В К, Коренев В Л Письма в ЖЭТФ 57 557 (1993); Kalevich V K, Korenev V L JETP Lett. 57 571 (1993)
  17. Dresselhaus G Phys. Rev. 100 580 (1955)
  18. Бычков Ю А, Рашба Э И Письма в ЖЭТФ 39 66 (1984); Bychkov Yu A, Rashba E I JETP Lett. 39 78 (1984)
  19. Datta S, Das B Appl. Phys. Lett. 56 665 (1990)
  20. Wu M W, Jiang J H, Weng M Q Phys. Rep. 493 61 (2010)
  21. Ивченко Е Л УФН 182 869 (2012); Ivchenko E L Phys. Usp. 55 808 (2012)
  22. Fu L, Kane C L Phys. Rev. Lett. 100 096407 (2008)
  23. Fu L, Kane C L Phys. Rev. B 79 161408 (2009)
  24. Urbaszek B et al Rev. Mod. Phys. 85 79 (2013)
  25. Bechtold A et al "Relaxation of electron and hole spin qubits in III-V quantum dots" Photonic Quantum Technologies: Science and Applications (Ed. M Benyoucef) (New York: John Wiley Sons, 2023) p. 377
  26. Gerlach W, Stern O Z. Phys. 8 110 (1922)
  27. Завойский Е К "Парамагнитная абсорбция в перпендикулярных и параллельных полях для солей, растворов и металлов" Дисс. ... докт. физ.-мат. наук (М.: ФИАН СССР, 1944)
  28. Nestle N et al Phys. Rev. B 56 R4359 (1997)
  29. Weisbuch C, Hermann C Phys. Rev. B 15 816 (1977)
  30. Stein D, Klitzing K V, Weimann G Phys. Rev. Lett. 51 130 (1983)
  31. Poole C P (Jr.) Electron Spin Resonance: a Comprehensive Treatise on Experimental Techniques (Mineola, NY: Dover Publ., 1996)
  32. Shchepetilnikov A V et al Appl. Phys. Lett. 113 052102 (2018)
  33. Vasiliadou E et al Phys. Rev. B 48 17145 (1993)
  34. Wei H P et al Phys. Rev. B 32 7016 (1985)
  35. Engel L W et al Phys. Rev. Lett. 71 2638 (1993)
  36. Хисамеева А Р, Щепетильников А В, Нефёдов Ю А, Кукушкин И В Изв. РАН. Сер. физическая 85 170 (2021); Khisameeva A R, Shchepetilnikov A V, Nefyodov Yu A, Kukushkin I V Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 85 123 (2021)
  37. Щепетильников А В, Хисамеева А Р, Нефёдов Ю А, Кукушкин И В Письма в ЖЭТФ 110 597 (2019); Shchepetilnikov A V, Khisameeva A R, Nefyodov Yu A, Kukushkin I V JETP Lett. 110 599 (2019)
  38. Durkan C, Welland M E Appl. Phys. Lett. 80 458 (2002)
  39. Blick R H et al Phys. Rev. B 57 R12685 (1998)
  40. Meisels R et al Phys. Rev. B 61 5637 (2000)
  41. Rashba E I, Sheka V I Landau Level Spectroscopy (Modern Problems Condensed Matter Sciences) Vol. 27 (Eds G Landwehr, E I Rashba) (Amsterdam: Elsevier, 1991) p. 131
  42. Gopalan S et al Phys. Rev. B 34 5466 (1986)
  43. Duckheim M, Loss D Nature Phys. 2 195 (2006)
  44. Schulte M et al Phys. Rev. Lett. 94 137601 (2005)
  45. Stier A V et al Phys. Rev. B 107 045301 (2023)
  46. Chen Y-F et al Phys. Rev. B 32 890 (1985)
  47. Бычков Ю А, Иорданский С В, Элиашберг Г М Письма в ЖЭТФ 33 152 (1981); Bychkov Yu A, Iordanskii S V, Eliashberg G M JETP Lett. 33 143 (1981)
  48. Kallin C, Halperin B I Phys. Rev. B 30 5655 (1984)
  49. Щепетильников А В и др Письма в ЖЭТФ 108 516 (2018); Shchepetilnikov A V et al JETP Lett. 108 481 (2018)
  50. Pinczuk A et al Phys. Rev. Lett. 68 3623 (1992)
  51. Kukushkin I V et al Appl. Phys. Lett. 85 4526 (2004)
  52. Kukushkin I V et al Phys. Rev. Lett. 96 126807 (2006)
  53. Nicholas R J et al Phys. Rev. B 37 1294 (1988)
  54. Goldberg B B, Heiman D, Pinczuk A Phys. Rev. Lett. 63 1102 (1989)
  55. Dolgopolov V T et al Phys. Rev. Lett. 79 729 (1997)
  56. Dickmann S, Ziman T Phys. Rev. B 85 045318 (2012)
  57. Zhuravlev A S et al Phys. Rev. B 89 161301 (2014)
  58. Olshanetsky E et al Phys. Rev. B 67 165325 (2003)
  59. Prati E et al IEEE Trans. Nanotechnol. 4 100 (2005)
  60. Zhuravlev A S et al Phys. Rev. B 77 155404 (2008)
  61. Khodaparast G A et al Physica E 20 386 (2004); Khodaparast G A et al Proc. of the 11th Intern. Conf. on Narrow Gap Semiconductors, NGS-11, 16-20 June 2003, Buffalo, NY, USA
  62. Нефедов Ю А, Фортунатов А А, Щепетильников А В, Кукушкин И В Письма в ЖЭТФ 91 385 (2010); Nefyodov Yu A, Fortunatov A A, Shchepetilnikov A V, Kukushkin I V JETP Lett. 91 357 (2010)
  63. Dobers M, Klitzing K V, Weimann G Phys. Rev. B 38 5453 (1988)
  64. Lommer G, Malcher F, Rössler U Phys. Rev. B 32 6965 (1985)
  65. Sapega V F et al Phys. Rev. B 50 2510 (1994)
  66. Eldridge P S et al Phys. Rev. B 83 041301 (2011)
  67. Shchepetilnikov A V, Nefyodov Yu A, Kukushkin I V, Dietsche W J. Phys. Conf. Ser. 456 012035 (2013)
  68. Девизорова Ж А, Щепетильников А В, Нефедов Ю А, Волков В А, Кукушкин И В Письма в ЖЭТФ 100 111 (2014); Devizorova Zh A, Shchepetilnikov A V, Nefyodov Yu A, Volkov V A, Kukushkin I V JETP Lett. 100 102 (2014)
  69. Jiang H W, Yablonovitch E Phys. Rev. B 64 041307 (2001)
  70. Lyon T J et al Phys. Rev. Lett. 119 066802 (2017)
  71. Anlauf T et al Phys. Rev. Materials 5 034006 (2021)
  72. Sharma C H et al AIP Adv. 12 035111 (2022)
  73. Ivchenko E L, Kiselev A A, Willander M Solid State Commun. 102 375 (1997)
  74. Kiselev A A, Ivchenko E L, Rössler U Phys. Rev. B 58 16353 (1998)
  75. Pfeffer P, Zawadzki W Phys. Rev. B 74 233303 (2006)
  76. Nefyodov Yu A, Shchepetilnikov A V, Kukushkin I V, Dietsche W, Schmult S Phys. Rev. B 83 041307 (2011)
  77. Nefyodov Yu A, Shchepetilnikov A V, Kukushkin I V, Dietsche W, Schmult S Phys. Rev. B 84 233302 (2011)
  78. Malinowski A, Harley R T Phys. Rev. B 62 2051 (2000)
  79. Hallstein S et al High Magnetic Fields the Physics of Semiconductors, Proc. of the 12th Intern. Conf., Würzburg, Germany, 29 July - 2 August 1996 (Eds G Landwehr, W Ossau) (Singapore: World Scientific, 1997) p. 593
  80. Yugova I A et al Phys. Rev. B 75 245302 (2007)
  81. Hannak R M et al Solid State Commun. 93 313 (1995)
  82. Le Jeune P et al Semicond. Sci. Technol. 12 380 (1997)
  83. Алексеев П С Письма в ЖЭТФ 98 92 (2013); Alekseev P S JETP Lett. 98 84 (2013)
  84. Ivchenko E L, Kaminski A Yu, Rössler U Phys. Rev. B 54 5852 (1996)
  85. Alekseev P S, Nestoklon M O Phys. Rev. B 95 125303 (2017)
  86. Alekseev P S, Nestoklon M O Phys. Rev. B 103 195306 (2021)
  87. Shchepetilnikov A V et al Phys. Rev. B 92 161301 (2015)
  88. Tycko R et al Science 268 1460 (1995)
  89. Tiemann L et al Science 335 828 (2012)
  90. Overhauser A W Phys. Rev. 92 411 (1953)
  91. Dobers M et al Phys. Rev. Lett. 61 1650 (1988)
  92. Abragam A, Goldman M Rep. Prog. Phys. 41 395 (1978)
  93. Berkovits V L et al Phys. Rev. B 18 1767 (1978)
  94. Vitkalov S A et al Phys. Rev. B 61 5447 (2000)
  95. Berg A et al Phys. Rev. Lett. 64 2563 (1990)
  96. Shchepetilnikov A V et al Phys. Rev. B 94 241302 (2016)
  97. Shchepetilnikov A V et al Phys. Rev. B 96 161301 (2017)
  98. Hillman C, Jiang H W Phys. Rev. B 64 201308 (2001)
  99. Olshanetsky E et al Physica B 373 182 (2006)
  100. Vitkalov S A e al. J. Phys. Condens. Matter 11 L407 (1999)
  101. Vitkalov S A et al Письма в ЖЭТФ 69 58 (1999); Vitkalov S A et al JETP Lett. 69 64 (1999)
  102. Desrat W et al Physica E 12 149 (2002); Desrat W et al Proc. of the Fourteenth Intern. Conf. on the Electronic Properties of Two-Dimensional Systems, EP2DS-14, 30 July - 3 August 2001, Praha, Czech Republic
  103. Desrat W et al Phys. Rev. Lett. 88 256807 (2002)
  104. Stern M et al Phys. Rev. Lett. 108 066810 (2012)
  105. Shchepetilnikov A V et al Phys. Rev. B 98 241302 (2018)
  106. Shchepetilnikov A V et al Physica E 124 114278 (2020)
  107. Щепетильников А В, Хисамеева А Р, Дремин А А, Кукушкин И В Письма в ЖЭТФ 115 595 (2022); Shchepetilnikov A V, Khisameeva A R, Dremin A A, Kukushkin I V JETP Lett. 115 548 (2022)
  108. Ларионов А В, Журавлев А С Письма в ЖЭТФ 97 156 (2013); Larionov A V, Zhuravlev A S JETP Lett. 97 137 (2013)
  109. Shchepetilnikov A V et al Phys. Rev. Applied 18 024037 (2022)
  110. Хисамеева А Р, Щепетильников А В, Дремин А А, Кукушкин И В Письма в ЖЭТФ 117 689 (2023); Khisameeva A R, Shchepetilnikov A V, Dremin A A, Kukushkin I V JETP Lett. 117 681 (2023)
  111. Tsubaki K et al Appl. Phys. Lett. 80 3126 (2002)
  112. Brosig S et al Phys. Rev. B 60 R13989 (1999)
  113. Sichau J et al Phys. Rev. Lett. 122 046403 (2019)
  114. Krishtopenko S S Semicond. Sci. Technol. 29 085005 (2014)
  115. Krishtopenko S S, Gavrilenko V I, Goiran M Phys. Rev. B 87 155113 (2013)
  116. De Poortere E P et al Appl. Phys. Lett. 80 1583 (2002)
  117. Tsukazaki A et al Nature Mater. 9 889 (2010)
  118. Falson J et al Nature Phys. 11 347 (2015)
  119. Kukushkin I V et al Phys. Rev. Lett. 72 3594 (1994)
  120. Kozuka Y et al Phys. Rev. B 85 075302 (2012)
  121. Van'kov A B, Kaysin B D, Kukushkin I V Phys. Rev. B 96 235401 (2017)
  122. De Poortere E P, Tutuc E, Shayegan M Phys. Rev. Lett. 91 216802 (2003)
  123. Щепетильников А В, Хисамеева А Р, Нефедов Ю А, Кукушкин И В Письма в ЖЭТФ 113 689 (2021); Shchepetilnikov A V, Khisameeva A R, Nefyodov Yu A, Kukushkin I V JETP Lett. 113 657 (2021)
  124. Shchepetilnikov A V, Khisameeva A R, Nefyodov Yu A, Kukushkin I V Phys. Rev. B 104 075437 (2021)
  125. Shchepetilnikov A V, Khisameeva A R, Nikolaev G A, Lopatina S A, Kukushkin I V Phys. Rev. B 107 195415 (2023)
  126. Dickmann S, Kukushkin I V Phys. Rev. B 71 241310 (2005)
  127. Dickmann S, Kaysin B D Phys. Rev. B 101 235317 (2020)
  128. Burkard G et al Rev. Mod. Phys. 95 025003 (2023)
  129. Prada M et al Phys. Rev. B 104 075401 (2021)
  130. Lin J-X et al Science 375 437 (2022)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение