Издателям
Вышедшие номера
Когерентная спиновая динамика электронов и экситонов в наноструктурах (Обзор)
Глазов М.М.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: glazov@coherent.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 июня 2011 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2011 г.

Исследование спиновых явлений в полупроводниковых низкоразмерных системах превратилось в бурно развивающуюся область физики конденсированных сред --- спинтронику. Наиболее актуальными проблемами в этой области --- как фундаментальными, так и прикладными --- являются создание спиновой поляризации носителей заряда, ее детектирование, а также управление электронными спинами немагнитными методами. Здесь представлен обзор последних достижений в исследовании спиновой динамики электронов, дырок и их комплексов в методе накачка-зондирование. Обсуждаются микроскопические механизмы ориентации спинов носителей заряда и их комплексов с помощью коротких циркулярно поляризованных оптических импульсов, процессы формирования спиновых сигналов фарадеевского и керровского вращения плоскости поляризации зондирующего луча, а также наведенной эллиптичности. Особое внимание уделяется сопоставлению теоретических представлений с экспериментальными данными, полученными на образцах с квантовыми ямами и массивами квантовых точек n-типа. Работа частично поддержана грантами РФФИ, Фондом Династия-МЦФММ, программами EC: SpinOptronics и POLAPHEN.
  • G. Lampel. Phys. Rev. Lett. 20, 491 (1968)
  • Оптическая ориентация / Под ред. Б.П. Захарчени, Ф. Майера. Наука, Л. (1989)
  • D.D. Awschalom, J.M. Halbout, S. von Molnar, T. Siegrist, F. Holtzberg. Phys. Rev. Lett. 55, 1128 (1985)
  • N.I. Zheludev, M.A. Brummell, R.T. Harley, A. Malinowski, S.V. Popov, D.E. Ashenford, B. Lunn. Solid State Commun. 89, 823 (1994)
  • J.M. Kikkawa, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 80, 4313 (1998)
  • J.M. Kikkawa, I.P. Smorchkova, N. Samarth, D.D. Awschalom. Science 277, 1284 (1997)
  • A. Greilich, D.R. Yakovlev, A. Shabaev, A.L. Efros, I.A. Yugova, R. Oulton, V. Stavaracher, D. Reuter, A. Wieck, M. Bayer. Science 313, 341 (2006)
  • M.A. Brand, A. Malinowski, O.Z. Karimov, P.A. Marsden, R.T. Harley, A.J. Shields, D. Sanvitto, D.A. Ritchie, M.Y. Simmons. Phys. Rev. Lett. 89, 236601 (2002)
  • W.J.H. Leyland, G.H. John, R.T. Harley, M.M. Glazov, E.L. Ivchenko, D.A. Ritchie, I. Farrer, A.J. Shields, M. Henini. Phys. Rev. B 75, 165309 (2007)
  • M. Griesbeck, M.M. Glazov, T. Korn, E.Y. Sherman, D. Waller, C. Reichl, D. Schuh, W. Wegscheider, C. Schuller. Phys. Rev. B 80, 241314 (2009)
  • J.M. Kikkawa, D.D. Awschalom. Nature 397, 139 (1999)
  • Y.K. Kato, R.C. Myers, A.C. Gossard, D.D. Awschalom. Science 306, 1910 (2004)
  • S.A. Crooker, D.L. Smith. Phys. Rev. Lett. 94, 236 601 (2005)
  • Semiconductor spintronics and quantum computation / Eds D. Awschalom, D. Loss, N. Samarth. Springer, Berlin--N.Y. (2002)
  • Spin physics in semiconductors / Ed. M.I. Dyakonov. Springer-Verlag, Berlin--Heidelberg (2008)
  • Semiconductor Science and Technology. Special issue: Optical orientation / Eds Y. Kusraev, G. Landwehr. IOP Publ. 2008). V. 23
  • E.A. Zhukov, D.R. Yakovlev, M.M. Glazov, L. Fokina, G. Karczewski, T. Wojtowicz, J. Kossut, M. Bayer. Phys. Rev. B 81, 235 320 (2010)
  • А.Г. Аронов, Е.Л. Ивченко. ФТТ 15, 231 (1973)
  • D. Yakovlev, M. Bayer. Spin physics in semiconductors. Ch. Coherent spin dynamics of carriers. Springer (2008). P. 135
  • S. O'Leary, H. Wang. Phys. Rev. B 77, 165309 (2008)
  • C. Phelps, T. Sweeney, R.T. Cox, H. Wang. Phys. Rev. Lett. 102, 237402 (2009)
  • A. Greilich, S.E. Economou, S. Spatzek, D.R. Yakovlev, D. Reuter, A.D. Wieck, T.L. Reinecke, M. Bayer. Nature Phys. 5, 262 (2009)
  • Z. Chen, S.G. Carter, R. Bratschitsch, S.T. Cundiff. Physica E 42, 1803 (2010)
  • M.H. Mikkelsen, J. Berezovsky, N.G. Stoltz, L.A. Coldren, D.D. Awschalom. Nature Physics 3, 770 (2007)
  • M. Atature, J. Dreiser, A. Badolato, A. Imamoglu. Nature Physics 3, 101 (2007)
  • Р.И. Джиоев, Б.П. Захарченя, В.Л. Коренев, М.Н. Степанова. ФТТ 39, 1975 (1997)
  • L.V. Fokina, I.A. Yugova, D.R. Yakovlev, M.M. Glazov, I.A. Akimov, A. Greilich, D. Reuter, A.D. Wieck, M. Bayer. Phys. Rev. B 81, 195304 (2010)
  • A. Shabaev, A.L. Efros, D. Gammon, I.A. Merkulov. Phys. Rev. B 68, 201305 (2003)
  • J. Tribollet, F. Bernardot, M. Menant, G. Karczewski, C. Testelin, M. Chamarro. Phys. Rev. B 68, 235 316 (2003)
  • М.И. Дьяконов, В.И. Перель. В сб.: Оптическая ориентация / Под ред. Б.П. Захарчени, Ф. Майера. Наука, Л. (1989). С. 17
  • X. Marie, T. Amand, P. Le Jeune, M. Paillard, P. Renucci, L.E. Golub, V.D. Dymnikov, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 60, 5811 (1999)
  • T.A. Kennedy, A. Shabaev, M. Scheibner, A.L. Efros, A.S. Bracker, D. Gammon. Phys. Rev. B 73, 045 307 (2006)
  • M.V.G. Dutt, J. Cheng, B. Li, X. Xu, X. Li, P.R. Berman, D.G. Steel, A.S. Bracker, D. Gammon, S.E. Economou, R.-B. Liu, L.J. Sham. Phys. Rev. Lett. 94, 227 403 (2005)
  • E.A. Zhukov, D.R. Yakovlev, M. Bayer, M.M. Glazov, E.L. Ivchenko, G. Karczewski, T. Wojtowicz, J. Kossut. Phys. Rev. B 76, 205 310 (2007)
  • Z. Chen, R. Bratschitsch, S.G. Carter, S.T. Cundiff, D.R. Yakovlev, G. Karczewski, T. Wojtowicz, J. Kossut. Phys. Rev. B 75, 115 320 (2007)
  • I.A. Yugova, A.A. Sokolova, D.R. Yakovlev, A. Greilich, D. Reuter, A.D. Wieck, M. Bayer. Phys. Rev. Lett. 102, 167 402 (2009)
  • G.V. Astakhov, M.M. Glazov, D.R. Yakovlev, E.A. Zhukov, W. Ossau, L.W. Molenkamp, M. Bayer. Semicond. Sci. Technol. 23, 114 001 (2008)
  • T. Korn. Phys. Rep. 494, 415 (2010)
  • T. Korn, M. Kugler, M. Griesbeck, R. Schulz, A. Wagner, M. Hirmer, C. Gerl, D. Schuh, W. Wegscheider, C. Schueller. Phys. 12, 043 003 (2010)
  • P. Machnikowski, T. Kuhn. Phys. Rev. B 81, 115 306 (2010)
  • B. Eble, P. Desfonds, F. Fras, F. Bernardot, C. Testelin, M. Chamarro, A. Miard, A. Lemai tre. Phys. Rev. B 81, 045 322 (2010)
  • Р.И. Джиоев, Б.П. Захарченя, В.Л. Коренев, П.Е. Пак, Д.А. Винокуров, О.В. Коваленков, И.С. Тарасов. ФТТ 40, 1745 (1998)
  • S. Cortez, O. Krebs, S. Laurent, M. Senes, X. Marie, P. Voisin, R. Ferreira, G. Bastard, J.-M. Gerrard, T. Amand. Phys. Rev. Lett. 89, 207 401 (2002)
  • M. Ikezawa, B. Pal, Y. Masumoto, I.V. Ignatiev, S.Y. Verbin, I.Y. Gerlovin. Phys. Rev. B 72, 153 302 (2005)
  • S. Laurent, M. Senes, O. Krebs, V.K. Kalevich, B. Urbaszek, X. Marie, T. Amand, P. Voisin. Phys. Rev. B 73, 23 5302 (2006)
  • И.В. Игнатьев, С.Ю. Вербин, И.Я. Герловин, Р.В. Чербунин, Y. Masumoto. Опт. и спектр. 106, 427 (2009)
  • L.E. Golub, E.L. Ivchenko, S.A. Tarasenko. Solid State Commun. 108, 799 (1998)
  • Ф.Ф. Сизов, Ю.И. Уханов. Магнетооптические эффекты Фарадея и Фогта в применении к полупроводникам (Наук. думка, Киев (1979))
  • H. Kosaka, T. Inagaki, Y. Rikitake, H. Imamura, Y Mitsumori, K. Edamatsu. Nature 457, 702 (2009)
  • I.A. Yugova, M.M. Glazov, E.L. Ivchenko, A.L. Efros. Phys. Rev. B 80, 104 436 (2009)
  • Е.Л. Ивченко, В.П. Кочерешко, А.В. Платонов, Д.Р. Яковлев, А. Вааг, В. Оссау, Г. Ландвер. ФТТ 39, 2072 (1997)
  • H. Hoffmann, G.V. Astakhov, T. Kiessling, W. Ossau, G. Karczewski, T. Wojtowicz, J. Kossut, L.W. Molenkamp. Phys. Rev. B 74, 073 407 (2006)
  • C. Gourdon, V. Jeudy, M. Menant, D. Roditchev, L.A. Tu, E.L. Ivchenko, G. Karczewski. Appl. Phys. Lett. 82, 230 (2003)
  • G.V. Astakhov, V.P. Kochereshko, D.R. Yakovlev, W. Ossau, J. Nurnberger, W. Faschinger, G. Landwehr. Phys. Rev. B 62, 10 345 (2000)
  • G.V. Astakhov, V.P. Kochereshko, D.R. Yakovlev, W. Ossau, J. Nurnberger, W. Faschinger, G. Landwehr, T. Wojtowicz, G. Karczewski, J. Kossut. Phys. Rev. B 65, 115 310 (2002)
  • T. Ostreich, K. Schonhammer, L.J. Sham. Phys. Rev. Lett. 75, 2554 (1995)
  • P. Palinginis, H. Wang. Phys. Rev. Lett. 92, 037 402 (2004)
  • Y. Shen, A.M. Goebel, G. Khitrova, H.M. Gibbs, H. Wang. Phys. Rev. B 72, 233 307 (2005)
  • P. Nemec, Y. Kerachian, H.M. van Driel, A.L. Smirl. Phys. Rev. B 72, 245 202 (2005)
  • M. Combescot, O. Betbeder-Matibet. Phys. Rev. B 74, 125 316 (2006)
  • N.H. Kwong, S. Schumacher, R. Binder. Phys. Rev. Lett. 103, 056 405 (2009)
  • N.S. Averkiev, M.M. Glazov. Phys. Rev. B 76, 045 320 (2007)
  • G.-H. Chen, M.E. Raikh. Phys. Rev. B 60, 4826 (1999)
  • P. Barate, S. Cronenberger, M. Vladimirova, D. Scalbert, F. Perez, J. G\`omez, B. Jussera, H. Boukari, D. Ferrand, H. Mariette, J. Cibert, M. Nawrocki. Phys. Rev. B 82, 075 306 (2010)
  • Е.С. Артемова, И.А. Меркулов. ФТТ 27, 1558 (1985)
  • J.M. Kikkawa, D.D. Awschalom. Science 287, 473 (2000)
  • P. Maletinsky, A. Badolato, A. Imamoglu. Phys. Rev. Lett. 99, 056 804 (2007)
  • M. Vladimirova, S. Cronenberger, P. Barate, D. Scalbert, F.J. Teran, A.P. Dmitriev. Phys. Rev. B 78, 081 305 (2008)
  • J.J. Baumberg, S.A. Crooker, D.D. Awschalom, N. Samarth, H. Luo, J.K. Furdyna. Phys. Rev. B 50, 7689 (1994)
  • S.A. Crooker, D.D. Awschalom, J.J. Baumberg, F. Flack, N. Samarth. Phys. Rev. B 56, 7574 (1997)
  • S.A. Crooker, J.J. Baumberg, F. Flack, N. Samarth, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 77, 2814 (1996)
  • B. Li, P. Coles, J.A. Reimer, P. Dawson, C.A. Meriles. Soid State Commun. 150, 450 (2010)
  • S. Spatzek, S. Varwig, M.M. Glazov, I.A. Yugova, A. Schwan, D.R. Yakovlev, D. Reuter, A.D. Wieck, M. Bayer. Phys. Rev. B 84, 115309 (2011)
  • V. Loo, L. Lanco, O. Krebs, P. Senellart, P. Voisin. Phys. Rev. B 83, 033 301 (2011)
  • A. Greilich, R. Oulton, E.A. Zhukov, I.A. Yugova, D.R. Yakovlev, M. Bayer, A. Shabaev, A.L. Efros, I.A. Merkulov, V. Stavarache, D. Reuter, A. Wieck. Phys. Rev. Lett. 96, 227 401 (2006)
  • S.G. Carter, A. Shabaev, S.E. Economou, T.A. Kennedy, A.S. Bracker, T.L. Reinecke. Phys. Rev. Lett. 102, 167 403 (2009)
  • Л. Ландау, Е. Лифшиц. Квантовая механика: нерелятивистская теория. Наука, М. (1974)
  • N. Rosen, C. Zener. Phys. Rev. 40, 502 (1932)
  • P.S. Pershan, J.P. van der Ziel, L.D. Malmstrom. Phys. Rev. 143, 574 (1966)
  • S.E. Economou, L.J. Sham, Y. Wu, D.G. Steel. Phys. Rev. B 74, 205 415 (2006)
  • S.G. Carter, Z. Chen, S.T. Cundiff. Phys. Rev. B 76, 201 308 (2007)
  • N.H. Bonadeo, J. Erland, D. Gammon, D. Park, D.S. Katzer, D.G. Steel. Science 282, 1473 (1998)
  • J. Berezovsky, M.H. Mikkelsen, N.G. Stoltz, L.A. Coldren, D.D. Awschalom. Science 320, 349 (2008)
  • D. Kim, S.G. Carter, A. Greilich, A.S. Bracker, D. Gammon. Nature Phys. 7, 223 (2011)
  • T. Takagahara. J. Opt. Soc. Am. B 27, A46 (2010)
  • A.J. Ramsay. Semicond. Sci. Technol. 25, 103 001 (2010)
  • V.V. Pavlov, R.V. Pisarev, V.N. Gridnev, E.A. Zhukov, Phys. Rev. Lett. 98, 047 403 (2007)
  • K. Vahaplar, A.M. Kalashnikova, A.V. Kimel, D. Hinzke, U. Nowak, R. Chantrell, A. Tsukamoto, A. Itoh, A. Kirilyuk, T. Rasing. Phys. Rev. Lett. 103, 117 201 (2009)
  • M.M. Glazov, I.A. Yugova, S. Spatzek, A. Schwan, S. Varwig, D.R. Yakovlev, D. Reuter, A.D. Wieck, M. Bayer. Phys. Rev. B 82, 155 325 (2010)
  • I.A. Yugova, A. Greilich, E.A. Zhukov, D.R. Yakovlev, M. Bayer, D. Reuter, A.D. Wiec. Phys. Rev. B 75, 195 325 (2007)
  • B. Beschoten. Spin coherence in semiconductors. In: Magnetism goes Nano / Eds S. Blugel, T. Bruckel, C.M. Schneider. 36th Sping School. Schriften des Forschugzentrum Julich, Matter and Materials (2005). V. 26
  • М.М. Глазов, Е.Л. Ивченко. ФТП 42, 966 (2008)
  • N.S. Averkiev, L.E. Golub, A.S. Gurevich, V.P. Evtikhiev, V.P. Kochereshko, A.V. Platonov, A.S. Shkolnik, Y.P. Efimov. Phys. Rev. B 74, 033 305 (2006)
  • A.V. Larionov, L.E. Golub. Phys. Rev. B 78, 033 302 (2008)
  • А.В. Ларионов, А.В. Секретенко, А.И. Ильин. Письма в ЖЭТФ 93, 299 (2011)
  • A. Greilich, S. Spatzek, I.A. Yugova, I.A. Akimov, D.R. Yakovlev, A.L. Efros, D. Reu, A.D. Wieck, M. Bayer. Phys. Rev. B 79, 201 305 (2009)
  • A.V. Khaetskii, Y.V. Nazarov. Phys. Rev. B 64, 125 316 (2001)
  • I.A. Merkulov, A.L. Efros, M. Rosen. Phys. Rev. B 65, 205 309 (2002)
  • A.V. Khaetskii, D. Loss, L. Glazman. Phys. Rev. Lett. 88, 186 802 (2002)
  • L.M. Woods, T.L. Reinecke, Y. Lyanda-Geller. Phys. Rev. B 66, 161 318 (2002)
  • Г.Г. Козлов. ЖЭТФ 132, 918 (2007)
  • A. Greilich, A. Shabaev, D.R. Yakovlev, A.L. Efros, I.A. Yugova, D. Reuter, A.D. Wi, M. Bayer. Science 317, 1896 (2007)
  • М.И. Дьяконов, В.И. Перель. ЖЭТФ 65, 362 (1973)
  • V.I. Korenev. Phys. Rev. B 83, 235429 (2011)
  • M.M. Glazov, I.A. Yugova, A.L. Efros. Arxiv cond-mat:1103.3249 (2011)
  • L.M. Roth, B. Lax, S. Zwerdling. Phys. Rev. 114, 90 (1959)
  • Е.Л. Ивченко, А.А. Киселев. ФТП 26, 1471 (1992)
  • E.L. Ivchenko. Optical spectroscopy of semiconductor nanostructures Alpha Science, Harrow, UK (2005)
  • I.A. Yugova, A. Greilich, D.R. Yakovlev, A.A. Kiselev, M. Bayer, V.V. Petrov, Y.K. Dolgikh, D. Reuter, A.D. Wieck. Phys. Rev. B 75, 245 302 (2007).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.