Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 11 » Статья стр. 2023
>>>
Электронный и дырочный g-факторы в полупроводниках и наноструктурах (О б з о р)
Российский научный фонд, 23-12-00300
Российский научный фонд, 23-12-00142
Родина А.В. 1, Семина М.А. 1, Ивченко Е.Л. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: anna.rodina@mail.ioffe.ru, semina@mail@ioffe.ru, anna.rodina0108@gmail.com
Поступила в редакцию: 20 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 20 октября 2025 г.
Принята к печати: 28 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 21 декабря 2025 г.
PDF версия
Представлен обзор экспериментальных и теоретических исследований спинового отклика носителей заряда в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах на внешнее магнитное поле. Количественно линейный отклик характеризуется величиной электронного или дырочного g фактора. Рассмотрены различные экспериментальные методы измерения электронного g фактора, начиная с исторических работ и включая современные исследования. Подробный анализ теоретических методов расчета электронного и дырочного g фактора в объемных полупроводниках и наноструктурах различной формы также включает в себя фундаментальные работы прежних лет и настоящего времени. Ключевые слова: эффект Зеемана, фактор Ланде (g фактор), ЭПР, спиновая динамика, полупроводники.
  1. G.E. Uhlenbeck, S. Goudsmit. Nature 117, 264 (1926)
  2. P. Kusch, H.M. Foley. Phys. Rev. 74, 250 (1948)
  3. W.H. Louisell, R.W. Pidd, H.R. Crane. Phys. Rev. 90, 7 (1954)
  4. H.R. Crane. Scientific American 218, 72 (1968) [русский перевод: УФН 96, 153 (1968)]
  5. Ph. Ekstrom, D. Wineland. Scientific American 243, 90 (1980) [русский перевод: УФН 134, 711 (1981)]
  6. J.M. Brown, R.J. Buenker, A. Carrington, C. di Lauro, R.N. Dixon, R.W. Field, J.T. Hougen, W. Huttner, K. Kuchitsu, M. Mehring, A.J. Merer, T.A. Miller, M. Quack, D.A. Ramsay, L. Veseth, R.N. Zare. Molecular Physics 98, 1597 (2000)
  7. Е.К. Завойский. J. Phys. USSR 9, 245 (1945); ЖЭТФ 15, 347 (1945); УФН 93, 523 (1967)
  8. G. Bemski. Phys. Rev. Lett. 4, 62 (1960)
  9. R.A. Isaacson. Phys. Rev. 169, 312 (1968)
  10. L.M. Roth, B. Lax, S. Zwerdling. Phys. Rev. 114, 90 (1959)
  11. B. Kowalski, H. Linke, P. Omling. Phys. Rev. B 54, 8551 (1996)
  12. H.W. van Kesteren, E.C. Cosman, F.J.A.M. Greidanus, P. Dawson, K.J. Moore, C.T. Foxon. Phys. Rev. Lett. 61, 129 (1988)
  13. N.G. Romanov, P.G. Baranov, I.V. Mashkov, P. Lavallard, R. Planel. Solid-State Electronics 37, 911 (1994)
  14. П.Г. Баранов, Н.Г. Романов, И.В. Машков, C. Gourdon, P. Lavallard, R. Planel. Письма в ЖЭТФ 60, 429 (1994)
  15. Y. Yafet. Phys. Rev. 152, 858 (1966)
  16. R.E. Slusher, C.K.N. Patel, P.A. Fleury. Phys. Rev. Lett. 18, 77 (1967)
  17. D.G. Thomas, J.J. Hopfield. Phys. Rev. 175, 1021 (1968)
  18. J.F. Scott, T.C. Damen. Phys. Rev. Lett. 29, 107 (1972)
  19. E.N. Economou, J. Ruvalds, K.L. Ngai. Phys. Rev. Lett. 29, 110 (1972)
  20. Y. Oka, M. Cardona. Phys. Rev. B 23, (1981)
  21. D. Kudlacik, V.F. Sapega, D.R. Yakovlev, I.V. Kalitukha, E.V. Shornikova, A.V. Rodina, E.L. Ivchenko, G.S. Dimitriev, M. Nasilowski, B. Dubertret, M. Bayer. Nano Lett. 20, 517 (2020)
  22. A.V. Rodina, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 102, 235432 (2020)
  23. S.R. Meliakov, V.V. Belykh, I.V. Kalitukha, A.A. Golovatenko, A.D. Giacomo, I. Moreels, A.V. Rodina, D.R. Yakovlev. Nanomaterials 13, 3077 (2023)
  24. E. Kirstein, D.R. Yakovlev, M.M. Glazov, E.A. Zhukov, D. Kudlacik, I.V. Kalitukha, V.F. Sapega, G.S. Dimitriev, M.A. Semina, M.O. Nestoklon, E.L. Ivchenko, N.E. Kopteva, D.N. Dirin, O. Nazarenko, M.V. Kovalenko, A. Baumann, J. Hocker, V. Dyakonov, M. Bayer. Nat. Commun. 13, 3062 (2022)
  25. A.V. Rodina, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 106, 245202 (2022)
  26. A.V. Rodina, E.L. Ivchenko. J. Lumin. 272, 120640 (2024)
  27. A.V. Komarov, S.M. Ryabchenko, O.V. Terletskii. Phys. Stat. Sol. B 102, 603 (1980)
  28. G. Wang, L. Bouet, M.M. Glazov, T. Amand, E.L. Ivchenko, E. Palleau, X. Marie, B. Urbaszek. 2D Mater. 2, 034002 (2015)
  29. Е.Л. Ивченко. ФТТ 60, 8, 1503 (2018)
  30. Л.В. Котова, В.П. Кочерешко. ЖЭТФ 165, 818 (2024)
  31. E. Johnston-Halperin, D.D. Awschalom, S.A. Crooker, Al.L. Efros, M. Rosen, X. Peng, A.P. Alivisatos. Phys. Rev. B 63, 205309 (2001)
  32. G. Qiang, A.A. Golovatenko, E.V. Shornikova, D.R. Yakovlev, A.V. Rodina, E.A. Zhukov, I.V. Kalitukha, V.F. Sapega, V.Kh. Kaibyshev, M.A. Prosnikov, P.C.M. Christianen, A.A. Onushchenko, M. Bayer. Nanoscale 13, 790 (2021)
  33. F. Liu, L. Biadala, A.V. Rodina, D.R. Yakovlev, D. Dunker, C. Javaux, J.P. Hermier, Al.L. Efros, B. Dubertret, M. Bayer. Phys. Rev. B 88, 035302 (2013)
  34. E.V. Shornikova, A.A. Golovatenko, D.R. Yakovlev, A.V. Rodina, L. Biadala, G. Qiang, A. Kuntzmann, M. Nasilowski, B. Dubertret, A. Polovitsyn, I. Moreels, M. Bayer. Nat. Nanotechnol. 15, 277 (2020)
  35. R.I. Dzhioev, B.P. Zakharchenya, V.L. Korenev, D. Gammon, D.S. Katzer. Письма в ЖЭТФ 74, 200 (2001)
  36. В.К. Калевич, Е.Л. Ивченко, М.М. Афанасьев, А.Ю. Ширяев, А.Ю. Егоров, В.М. Устинов, Б. Пал, Я. Масумото. Письма в ЖЭТФ 82, 509 (2005)
  37. М.М. Глазов. ФТТ 54, 3 (2012)
  38. D.R. Yakovlev, A.V. Rodina, E.V. Shornikova, A.A. Golovatenko, M. Bayer. In: Photonic Quantum Technologies / Ed. M. Benyoucef, Wiley-VCH GmbH. (2023). Ch. 15. P. 349
  39. I.A. Yugova, A. Greilich, D.R. Yakovlev, A.A. Kiselev, M. Bayer, V.V. Petrov, Yu.K. Dolgikh, D. Reuter, A.D. Wieck. Phys. Rev. B 75, 245302 (2007)
  40. A.A. Golovatenko, A.V. Rodina. Phys. Rev. B 111, 205410 (2025)
  41. J.A. Gupta, D.D. Awshalom, Al.L. Efros, A.V. Rodina. Phys. Rev. B 66, 125307 (2002)
  42. Е.Л. Ивченко, А.Ю. Каминский. ФТТ 37, 1418 (1995)
  43. M.M. Glazov, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 86, 115308 (2012)
  44. J. Hubner, F. Berski, R. Dahbashi, M. Oestreich. Phys. Stat. Sol. B 251, 1824 (2014)
  45. Д.С. Смирнов, М.М. Глазов, Е.Л. Ивченко. ФТТ 56, 254 (2014)
  46. Е.Б. Александров, М.С. Запасский. ЖЭТФ 81, 132 (1981)
  47. M. Oestreich, M. Romer, R.J. Haug, D. Hagele. Phys. Rev. Lett. 95, 216603 (2005)
  48. S.A. Crooker, L. Cheng, D.L. Smith. Phys. Rev. B 79, 035208 (2009)
  49. S.V. Poltavtsev, I.I. Ryzhov, M.M. Glazov, G.G. Kozlov, V.S. Zapasskii, A.V. Kavokin, P.G. Lagoudakis, D.S. Smirnov, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 89, 081304 (2014)
  50. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая физика, Наука, М. (1976). 584 стр. Ч. 1. 124
  51. M.M. Glazov, V.S. Zapasskii. Optics Express 23, 11713 (2015)
  52. C. Hermann, C. Weisbuch. Phys. Rev. B 15, 816 (1977)
  53. C. Hermann, C. Weisbuch. Phys. Rev. B 15, 823 (1977)
  54. C. Hermann, C. Weisbuch. In: Optical Orientation / Eds. F. Meier, B.P. Zakharchenya. North-Holland, Amsterdam (1984). Ch. 11. P. 463
  55. R.L. Aggarwal. In: Semiconductors and Semimetals / Eds. R.K. Willardson, A.C. Beer. Academic Press, New York (1972). Vol. 9. P. 151
  56. P. Lawaetz. Phys. Rev. B 4, 3460 (1971)
  57. Е.Л. Ивченко, А.А. Киселев. ФТП 26, 1471 (1992)
  58. Е.Л. Ивченко, А.А. Киселев. Письма ЖЭТФ 67, 41 (1998)
  59. A.A. Kiselev, E.L. Ivchenko, U. Rossler. Phys. Rev. B 58, 16353 (1998)
  60. A.A. Kiselev, K.W. Kim, E.L. Ivchenko. Phys. Stat. Sol. B 215, 235 (1999)
  61. Р.А. Сурис. ФТП 20, 2008 (1986)
  62. R.M. Hannak, M. Oestreich, A.P. Heberle, W.W. Ruhle, K. Kohler. Solid State Commun. 93, 313 (1995)
  63. L. Gravier, M. Potemski, M.D. Martin, E. Perez, L. Vina, K. Ploog, A. Fisher. Proc. Int. Conf. Phys. Semicond. Berlin, Germany (1996) / Eds. M. Scheffler, R. Zimmermann. World Scientific, Singapore (1996). P. 2431
  64. M.J. Snelling, E. Blackwood, C.J. McDonagh, R.T. Harley, C.T.B. Foxon. Phys. Rev. B 45, 3922 (1992)
  65. E.L. Ivchenko, V.P. Kochereshko, I.N. Uraltsev, D.R. Yakovlev. In: High Magnetic Fields in Semiconductor Physics / Ed. G. Landwehr. Springer Series in Solid-State Sci. Springer, Berlin, Heidelberg (1992). Vol. 110, P. 533
  66. B. Kowalski, P. Omling, B.K. Meyer, D.M. Hofmann, C. Wetzel, V. Harle, F. Scholz, P. Sobkowicz. Phys. Rev. B 49, 14786 (1994)
  67. E.L. Ivchenko, A.A. Kiselev, M. Willander. Solid State Commun. 102, 375 (1997)
  68. М.В. Дурнев, М.М. Глазов. УФН 188, 913 (2018)
  69. J. Förste, N.V. Tepliakov, S.Y. Kruchinin, J. Lindlau, V. Funk, M. Förg, K. Watanabe, T. Taniguchi, A.S. Baimuratov, A. Högele. Nat Commun 11, 4539 (2020)
  70. A.V. Rodina, Al.L. Efros, A.Yu. Alekseev. Phys. Rev. 67, 155312 (2003)
  71. S.J. Prado, C. Trallero-Giner, A.M. Alcalde, V. Lopez-Richard, G.E. Marques. Phys. Rev. B 69, 201310 (2004)
  72. A. Tadjine, Y.-M. Niquet, C. Delerue. Phys. Rev. B 95, 235437 (2017)
  73. M.A. Semina, A.A. Golovatenko, A.V. Rodina. arXiv:2011.11041v1 [cond-mat.mes-hall] 22 Nov 2020
  74. K. Gawarecki, M. Zielinski. Scientific Reports 10, 22001 (2020)
  75. M.A. Semina, A.A. Golovatenko, A.V. Rodina. Phys. Rev. B 104, 205423 (2021)
  76. D. Kudlacik, E.A. Zhukov, D.R. Yakovlev, G. Qiang, M.A. Semina, A.A. Golovatenko, A.V. Rodina, Al.L. Efros, A.I. Ekimov, M. Bayer. Phys. Rev. B 111, 085423 (2025)
  77. G. Qiang, E.A. Zhukov, E. Evers, D.R. Yakovlev, A.A. Golovatenko, A.V. Rodina, A.A. Onushchenko, M. Bayer. ACS Nano 16, 18838 (2022)
  78. R.R. Hu, D.R. Yakovlev, P. Liang, G. Qiang, C. Chen, T. Jia, Z. Sun, M. Bayer, D. Feng. J. Phys. Chem. Lett. 10, 3681 (2019)
  79. I.V. Kalitukha, D. Kudlacik, G.S. Dimitriev, V.F. Sapega, A.A. Golovatenko, A.V. Myasoedov, D.A. Kirilenko, A.A. Sitnikova, S.V. Goupalov, D.R. Yakovlev, A.A. Onushchenko, M. Bayer. Phys. Rev. B 112, 035304 (2025)
  80. J.M. Luttinger. Phys. Rev. 102, 1030 (1956)
  81. А.И. Екимов, А.А. Онущенко. Письма в ЖЭТФ 34, 363 (1981)
  82. Г.Л. Бир, Г.Е. Пикус. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках. Наука, М. (1972). 584 с
  83. E.L. Ivchenko, G.E. Pikus. Superlattices and Other Heterostructures, Symmetry and Optical Phenomena. Springer, Berlin (1995). 385 p
  84. G. Dresselhaus, A.F. Kip, C. Kittel. Phys. Rev. 98, 368 (1955)
  85. S. Richard, F. Aniel, G. Fishman. Phys. Rev. B 70, 235204 (2004)
  86. M.A. Semina, A.A. Golovatenko, A.V. Rodina. Phys. Rev. B 108, 235310 (2023)
  87. X. Marie, T. Amand, P. LeJeune, M. Paillard, P. Renucci, L.E. Golub, V.D. Dymnikov, E.L. Ivchenko. Phys. Rev. B 60, 5811 (1999)
  88. R. Winkler. Spin-orbit coupling effects in two dimensionalelectron and hole systems. Springer, Berlin (2003). 194 p
  89. Al.L. Efros, M. Rosen, M. Kuno, M. Nirmal, D.J. Norris, M. Bawendi. Phys. Rev. B 54, 4843 (1996)
  90. Al.L. Efros. In: Semiconductor and Metal Nanocrystals: Synthesis and Electronic and Optical Properties / Eds. V.I. Klimov, M. Dekker, New York (2003). Ch. 3. P. 103
  91. А.А. Киселев, Л.В. Моисеев. ФТТ 38, 1574 (1996)
  92. A.V. Rodina, M. Dietrich, A. Goldner, L. Eckey, A. Hoffmann, Al.L. Efros, M. Rosen, B.K. Meyer. Phys. Rev. B 64, 115204 (2001)
  93. H.W. van Kesteren, E.C. Cosman, W.A.J.A. van der Poel, C.T. Foxon. Phys. Rev. B 41, 5283 (1990)
  94. Б.Л. Гельмонт, М.И. Дьяконов. ФТП 5, 2191 (1971)
  95. A.I. Ekimov, F. Hache, M.C. Schanne-Klein, D. Ricard, Ch. Flytzanis, I.A. Kudryavtsev, T.V. Yazeva, A.V. Rodina, Al.L. Efros. JOSA B 10, 100 (1993)
  96. A.R. Edmonds. Angular momentum in Quantum mechanics. Princenton University Press, Princenton. (1957). 146 p
  97. Д.А. Варшалович, А.Н. Москалев, В.К. Херсонский. Квантовая теория углового момента. Наука, Л. (1975). 436 с
  98. Б.Л. Гельмонт, М.И. Дьяконов. ФТП 7, 2013 (1973)
  99. М.А. Семина, Р.А. Сурис. ФТП 49, 817 (2015)
  100. A.V. Malyshev. Physics of the Solid State 42, 29 (2000)
  101. A.V. Trifonov, I.A. Akimov, L.E. Golub, E.L. Ivchenko, I.A. Yugova, A.N. Kosarev, S.E. Scholz, C. Sgroi, A. Ludwig, A.D. Wieck, D.R. Yakovlev, M. Bayer. Phys. Rev. B 104, L161405 (2021)
  102. E. Ivchenko, A. Kaminski, U. Rossler. Phys. Rev. B 54, 5852 (1996)
  103. Th. Wimbauer, K. Oettinger, Al.L. Efros, B.K. Meyer, H. Brugger. Phys. Rev. B 50, 8889 (1994)
  104. N. Ares, V.N. Golovach, G. Katsaros, M. Stoffel, F. Fournel, L.I. Glazman, O.G. Schmidt, S. De Franceschi. Phys. Rev. Lett. 110, 046602 (2013)
  105. A.A. Kiselev, K.W. Kim, E. Yablonovitch. Phys. Rev. B 64, 125303 (2001)
  106. M.V. Durnev, M.M. Glazov, E.L. Ivchenko. Physica E 44, 797 (2012)
  107. М.В. Дурнев. ФТТ 56, 1364 (2014)
  108. M.O. Nestoklon, E. Kirstein, D.R. Yakovlev, E.A. Zhukov, M.M. Glazov, M.A. Semina, E.L. Ivchenko, E.V. Kolobkova, M.S. Kuznetsova, M. Bayer. Nano Letters 23, 8218 (2023)
  109. S.R. Meliakov, E.A. Zhukov, V.V. Belykh, M.O. Nestoklon, E.V. Kolobkova, M.S. Kuznetsova, M. Bayer, D.R. Yakovlev. Nanoscale 17, 6522 (2025).

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.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme