1) Агекян Вадим Фадеевич, ком. 508, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Группа занимается изучением спектров поглощения, отражения и люминесценции полупроводниковых наноструктур различного типа, содержащих квантовые ямы, квантовые нити и квантовые точки. Такие исследования дают обширную информацию о переносе энергии и механизмах излучательной и безызлучательной релаксации в наноструктурах, возбужденных оптическим способом.

Эта информация имеет как научный интерес, так и прикладное значение, поскольку на основе полупроводниковых наноструктур создаются лазеры, фотодетекторы, солнечные элементы и другие современные оптоэлектронные устройства. Важным моментом является то, что в результате исследований оптических свойств наноструктрур получаются сведения об их реальном строении и качестве. Это позволяет оптимизировать технологию изготовления наноструктрур методами молекулярно-пучковой эпитаксии и атомного наслаивания.

Тесное взаимодействие с технологическими лабораториями Академического университета им Ж. И. Алферова, Института Аналитического приборостроения РАН, института физики Польской Академии наук дает возможность изучать полупроводниковых наноструктуры, соответствующие нашим научным интересам, в том числе наноструктуры, изготовленные по нашим заказам. Мы поддерживаем научные связи с Физико-техническим институтом им. А.Ф. Иоффе РАН, с рядом известных европейских университетов.

Приглашаем студентов, желающих более подробно ознакомиться с нашими исследованиями, посетить помещения кафедры физики твердого тела на пятом этаже корпуса М, помещения 530, 525. Время посещения можно согласовать по телефонам 8(921) 304 1078 и 8 (991) 010 9873, почта a.serov@spbu.ru.

3) Смирнов Михаил Борисович, пом. 507, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..

• Компьютерное моделирование структуры и динамики кристаллических оксидов
• теоретическое исследование мягких мод в процессах фазовых переходов

Научная работа ведется в области компьютерного моделирования структуры, спектров и свойств кристаллических материалов, перспективных для нелинейной оптики, электрохимии, оптоэлектроники.

5) Литвяк Валентина и Чербунин Роман Викторович, 420 комната, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Тема: Глубокое охлаждение ядерных спинов в полупроводниковых наноструктурах

Мы занимаемся  эффектами, связанными с глубоким охлаждением ядерных спинов в объемных полупроводниках и в полупроводниковых наноструктурах . На данный момент мы изучаем объемные кристаллы n-легированного GaAs, в которых электроны локализованы на донорах (в наших образцах донорами являются атомы кремния). Такие локализованные  электроны взаимодействуют с ядерными спинами  через сверхтонкое взаимодействие. Поляризованные с помощью оптической накачки электронные спины благодаря сверхтонкому взаимодействию передают поляризацию ядерным спинам. Ядерную спиновую поляризацию можно изучать через детектирование оптического  сигнала - поляризованной фотолюминесценции. В итоге у нас получается  связанная система : свет поляризует электронные спины, электронные спины поляризуют ядерные спины, поляризованные ядра создают эффективное магнитное поле (поле Оверхаузера), действующее на электронные спины. Важной и интересной особенностью ядерной спиновой системы в полупроводниках является наличие у ядер собственной спиновой температуры. Она  может отличаться от температуры , до которой мы охлаждаем изучаемый образец. При этом ядерная температура может быть как положительной,  так и отрицательной. С помощью оптического охлаждения мы можем понизить температуру ядерных спинов до величин порядка  10 ^-6  K . Метод оптического охлаждения основывается на упомянутом выше сверхтонком взаимодействии ядерных спинов с электронными спинами. Одной из наших задач является охлаждение ядерных спинов до настолько низких температур, чтобы они перешли в  магнитоупорядоченное состояние (чем-то похожее на ферромагнитное или антиферромагнитное упорядочение). Существуют теории, предсказывающие переход ядерных спинов в магнитный порядок (концепция ядерного спинового полярона), но экспериментально эти теории еще не подтверждены. Это ставит перед нами очень важную и сложную экспериментальную задачу. В процессе решения данной задачи встречаются различные интересные эффекты, связанные с глубоким охлаждением ядерных спинов, которыми мы также занимаемся.

6) Кузнецова Мария Сергеевна, комната 411, mashakuznecova @ bk . ru
Тема: Электронно-ядерная спиновая динамика в полупроводниковых наноструктурах.

Наши исследования направлены на развитие спинтроники.

Мы используем метод спектроскопии фотолюминесценции. Исследуем различные полупроводниковые структуры: от объемных полупроводников до квантовых точек (наномасштаб). Мы изучаем взаимодействие электронной и ядерной спиновых систем, наблюдаем за поведением электронного спина при облучении поляризованным светом и приприложениимагнитных полей. По результатам измерения спектров поляризованной фотолюминесценции мы можем судить о том, что происходит с ядрами, что недоступно большинству оптических методов. Это называется «Оптически Детектируемый Ядерный Магнитный Резонанс». Современное оборудование позволяет изучать эффекты, которые ранее обсуждались только с теоретической точки зрения, в температурном диапазоне от комнатной до температуры жидкого гелия.

7) Петров Михаил Юрьевич, комната 411, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Тема 1: Спектроскопия спинового шума в атомных системах (твердые тела и атомные пары):
Объектом исследования являются атомы щелочных металлов (цезия, рубидия), находящиеся в кювете в виде насыщенного пара, концентрация которого регулируется температурой нагрева кюветы. Спектроскопия спиновых шумов основана на наблюдении флуктуаций плоскости поляризации света, проходящего через намагниченную среду. Атомы можно представить себе как маленькие магнитики, которые образовывают некоторую суммарную намагниченность среды, проходя через которую поляризация света как-то изменяется. На эту намагниченность мы можем влиять внешним магнитным полем или другим светом (оптическая ориентация). С помощью особого фотодетектора (балансного) и простейшей поляризационной оптики можно наблюдать за шумами этой намагниченности. Эти спиновые шумы многое говорят об изучаемой парамагнитной системе, планируемой в использовании для квантовых вычислений, квантовой памяти и для измерения магнитного поля с рекордной точностью, лимитированной фундаментальными квантовыми пределами, которые различными хитростями в современных исследованиях нацелены преодолеть.

Тема 2: Оптические и спиновые явления в полупроводниковых одномерных структурах:
Такие структуры синтезируются методом молекулярно-лучевой эпитаксии (отдаленно подобно напылению) на полупроводниковых подложках с использованием металлического катализатора роста. Можно создать повторяющиеся массивы одинаковых одномерных полупроводников, так называемых нанопроволок, внутри которых еще и умудряются вырастить одиночные квантовые точки. Установка представляет оптический поляризационный микроскоп, в нем будут детектироваться наносистемы непосредственно. Еще мы будем регистрировать излучение как целого ансамбля нанопроволок, так и одиночных квантовых точек внутри нанопроволоки. Исследуя спектры излучения после оптического возбуждения, мы нацелены найти практическое применение таким нетривиальным явлениям. Одна из наших задач – разработка методики неразрушающего измерения квантового состояния кубита (для кодирования информации). Нашими потенциальными кубитами являются одиночные электроны в квантовых точках, а состояния 0 и 1 описываются электронным спином.

8) Михайлов Андрей Валерьевич, комната 420,  mikhailovav@yandex.ru
Тема: Методика накачки-зондирования для изучения наноструктур

В нашей части лаборатории используется методика накачки-зондирования. Она позволяет исследовать временную динамику быстрых процессов при возбуждении систем очень коротким импульсом оптического излучения. Характерный временной масштаб изучаемых процессов от долей пикосекунд (10-12 с) до нескольких наносекунд (10-9 с), а длительность возбуждающего импульса 100 фс (10-15 с) – 1 пс. Идея состоит в том, что у возбужденной системы изменяется спектр отражения или пропускания, и это можно увидеть с помощью второго импульса света, зондирующего. При этом временную задержку между накачивающим импульсом и зондирующим можно изменять геометрически, регулируя длину оптического пути.

На установке можно исследовать практически любые образцы, оптические резонансы которых находятся в доступном нам ближнем инфракрасном диапазоне; в основном это полупроводниковые наноструктуры с квантовыми ямами. Образец находится в криостате, поэтому измерения можно проводить при температуре от 4 К (жидкий гелий) до комнатной.

Такая методика позволяет изучать динамику и взаимодействие различных квазичастиц в полупроводниковых наноструктурах и получать знания, с помощью которых можно конструировать новые оптические приборы и материалы для использования, например, в квантовом компьютере.