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.
  1. G. Lampel. Phys. Rev. Lett. 20, 491 (1968)
  2. Оптическая ориентация / Под ред. Б.П. Захарчени, Ф. Майера. Наука, Л. (1989)
  3. D.D. Awschalom, J.M. Halbout, S. von Molnar, T. Siegrist, F. Holtzberg. Phys. Rev. Lett. 55, 1128 (1985)
  4. 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)
  5. J.M. Kikkawa, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 80, 4313 (1998)
  6. J.M. Kikkawa, I.P. Smorchkova, N. Samarth, D.D. Awschalom. Science 277, 1284 (1997)
  7. 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)
  8. 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)
  9. 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)
  10. 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)
  11. J.M. Kikkawa, D.D. Awschalom. Nature 397, 139 (1999)
  12. Y.K. Kato, R.C. Myers, A.C. Gossard, D.D. Awschalom. Science 306, 1910 (2004)
  13. S.A. Crooker, D.L. Smith. Phys. Rev. Lett. 94, 236 601 (2005)
  14. Semiconductor spintronics and quantum computation / Eds D. Awschalom, D. Loss, N. Samarth. Springer, Berlin--N.Y. (2002)
  15. Spin physics in semiconductors / Ed. M.I. Dyakonov. Springer-Verlag, Berlin--Heidelberg (2008)
  16. Semiconductor Science and Technology. Special issue: Optical orientation / Eds Y. Kusraev, G. Landwehr. IOP Publ. 2008). V. 23
  17. 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)
  18. А.Г. Аронов, Е.Л. Ивченко. ФТТ 15, 231 (1973)
  19. D. Yakovlev, M. Bayer. Spin physics in semiconductors. Ch. Coherent spin dynamics of carriers. Springer (2008). P. 135
  20. S. O'Leary, H. Wang. Phys. Rev. B 77, 165309 (2008)
  21. C. Phelps, T. Sweeney, R.T. Cox, H. Wang. Phys. Rev. Lett. 102, 237402 (2009)
  22. 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)
  23. Z. Chen, S.G. Carter, R. Bratschitsch, S.T. Cundiff. Physica E 42, 1803 (2010)
  24. M.H. Mikkelsen, J. Berezovsky, N.G. Stoltz, L.A. Coldren, D.D. Awschalom. Nature Physics 3, 770 (2007)
  25. M. Atature, J. Dreiser, A. Badolato, A. Imamoglu. Nature Physics 3, 101 (2007)
  26. Р.И. Джиоев, Б.П. Захарченя, В.Л. Коренев, М.Н. Степанова. ФТТ 39, 1975 (1997)
  27. 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)
  28. A. Shabaev, A.L. Efros, D. Gammon, I.A. Merkulov. Phys. Rev. B 68, 201305 (2003)
  29. J. Tribollet, F. Bernardot, M. Menant, G. Karczewski, C. Testelin, M. Chamarro. Phys. Rev. B 68, 235 316 (2003)
  30. М.И. Дьяконов, В.И. Перель. В сб.: Оптическая ориентация / Под ред. Б.П. Захарчени, Ф. Майера. Наука, Л. (1989). С. 17
  31. 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)
  32. T.A. Kennedy, A. Shabaev, M. Scheibner, A.L. Efros, A.S. Bracker, D. Gammon. Phys. Rev. B 73, 045 307 (2006)
  33. 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)
  34. 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)
  35. 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)
  36. 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)
  37. 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)
  38. T. Korn. Phys. Rep. 494, 415 (2010)
  39. 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)
  40. P. Machnikowski, T. Kuhn. Phys. Rev. B 81, 115 306 (2010)
  41. B. Eble, P. Desfonds, F. Fras, F. Bernardot, C. Testelin, M. Chamarro, A. Miard, A. Lemai tre. Phys. Rev. B 81, 045 322 (2010)
  42. 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)
  43. 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)
  44. M. Ikezawa, B. Pal, Y. Masumoto, I.V. Ignatiev, S.Y. Verbin, I.Y. Gerlovin. Phys. Rev. B 72, 153 302 (2005)
  45. S. Laurent, M. Senes, O. Krebs, V.K. Kalevich, B. Urbaszek, X. Marie, T. Amand, P. Voisin. Phys. Rev. B 73, 23 5302 (2006)
  46. И.В. Игнатьев, С.Ю. Вербин, И.Я. Герловин, Р.В. Чербунин, Y. Masumoto. Опт. и спектр. 106, 427 (2009)
  47. L.E. Golub, E.L. Ivchenko, S.A. Tarasenko. Solid State Commun. 108, 799 (1998)
  48. Ф.Ф. Сизов, Ю.И. Уханов. Магнетооптические эффекты Фарадея и Фогта в применении к полупроводникам (Наук. думка, Киев (1979))
  49. H. Kosaka, T. Inagaki, Y. Rikitake, H. Imamura, Y Mitsumori, K. Edamatsu. Nature 457, 702 (2009)
  50. I.A. Yugova, M.M. Glazov, E.L. Ivchenko, A.L. Efros. Phys. Rev. B 80, 104 436 (2009)
  51. Е.Л. Ивченко, В.П. Кочерешко, А.В. Платонов, Д.Р. Яковлев, А. Вааг, В. Оссау, Г. Ландвер. ФТТ 39, 2072 (1997)
  52. 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)
  53. C. Gourdon, V. Jeudy, M. Menant, D. Roditchev, L.A. Tu, E.L. Ivchenko, G. Karczewski. Appl. Phys. Lett. 82, 230 (2003)
  54. G.V. Astakhov, V.P. Kochereshko, D.R. Yakovlev, W. Ossau, J. Nurnberger, W. Faschinger, G. Landwehr. Phys. Rev. B 62, 10 345 (2000)
  55. 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)
  56. T. Ostreich, K. Schonhammer, L.J. Sham. Phys. Rev. Lett. 75, 2554 (1995)
  57. P. Palinginis, H. Wang. Phys. Rev. Lett. 92, 037 402 (2004)
  58. Y. Shen, A.M. Goebel, G. Khitrova, H.M. Gibbs, H. Wang. Phys. Rev. B 72, 233 307 (2005)
  59. P. Nemec, Y. Kerachian, H.M. van Driel, A.L. Smirl. Phys. Rev. B 72, 245 202 (2005)
  60. M. Combescot, O. Betbeder-Matibet. Phys. Rev. B 74, 125 316 (2006)
  61. N.H. Kwong, S. Schumacher, R. Binder. Phys. Rev. Lett. 103, 056 405 (2009)
  62. N.S. Averkiev, M.M. Glazov. Phys. Rev. B 76, 045 320 (2007)
  63. G.-H. Chen, M.E. Raikh. Phys. Rev. B 60, 4826 (1999)
  64. 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)
  65. Е.С. Артемова, И.А. Меркулов. ФТТ 27, 1558 (1985)
  66. J.M. Kikkawa, D.D. Awschalom. Science 287, 473 (2000)
  67. P. Maletinsky, A. Badolato, A. Imamoglu. Phys. Rev. Lett. 99, 056 804 (2007)
  68. M. Vladimirova, S. Cronenberger, P. Barate, D. Scalbert, F.J. Teran, A.P. Dmitriev. Phys. Rev. B 78, 081 305 (2008)
  69. J.J. Baumberg, S.A. Crooker, D.D. Awschalom, N. Samarth, H. Luo, J.K. Furdyna. Phys. Rev. B 50, 7689 (1994)
  70. S.A. Crooker, D.D. Awschalom, J.J. Baumberg, F. Flack, N. Samarth. Phys. Rev. B 56, 7574 (1997)
  71. S.A. Crooker, J.J. Baumberg, F. Flack, N. Samarth, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 77, 2814 (1996)
  72. B. Li, P. Coles, J.A. Reimer, P. Dawson, C.A. Meriles. Soid State Commun. 150, 450 (2010)
  73. 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)
  74. V. Loo, L. Lanco, O. Krebs, P. Senellart, P. Voisin. Phys. Rev. B 83, 033 301 (2011)
  75. 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)
  76. S.G. Carter, A. Shabaev, S.E. Economou, T.A. Kennedy, A.S. Bracker, T.L. Reinecke. Phys. Rev. Lett. 102, 167 403 (2009)
  77. Л. Ландау, Е. Лифшиц. Квантовая механика: нерелятивистская теория. Наука, М. (1974)
  78. N. Rosen, C. Zener. Phys. Rev. 40, 502 (1932)
  79. P.S. Pershan, J.P. van der Ziel, L.D. Malmstrom. Phys. Rev. 143, 574 (1966)
  80. S.E. Economou, L.J. Sham, Y. Wu, D.G. Steel. Phys. Rev. B 74, 205 415 (2006)
  81. S.G. Carter, Z. Chen, S.T. Cundiff. Phys. Rev. B 76, 201 308 (2007)
  82. N.H. Bonadeo, J. Erland, D. Gammon, D. Park, D.S. Katzer, D.G. Steel. Science 282, 1473 (1998)
  83. J. Berezovsky, M.H. Mikkelsen, N.G. Stoltz, L.A. Coldren, D.D. Awschalom. Science 320, 349 (2008)
  84. D. Kim, S.G. Carter, A. Greilich, A.S. Bracker, D. Gammon. Nature Phys. 7, 223 (2011)
  85. T. Takagahara. J. Opt. Soc. Am. B 27, A46 (2010)
  86. A.J. Ramsay. Semicond. Sci. Technol. 25, 103 001 (2010)
  87. V.V. Pavlov, R.V. Pisarev, V.N. Gridnev, E.A. Zhukov, Phys. Rev. Lett. 98, 047 403 (2007)
  88. 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)
  89. 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)
  90. 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)
  91. 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
  92. М.М. Глазов, Е.Л. Ивченко. ФТП 42, 966 (2008)
  93. 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)
  94. A.V. Larionov, L.E. Golub. Phys. Rev. B 78, 033 302 (2008)
  95. А.В. Ларионов, А.В. Секретенко, А.И. Ильин. Письма в ЖЭТФ 93, 299 (2011)
  96. 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)
  97. A.V. Khaetskii, Y.V. Nazarov. Phys. Rev. B 64, 125 316 (2001)
  98. I.A. Merkulov, A.L. Efros, M. Rosen. Phys. Rev. B 65, 205 309 (2002)
  99. A.V. Khaetskii, D. Loss, L. Glazman. Phys. Rev. Lett. 88, 186 802 (2002)
  100. L.M. Woods, T.L. Reinecke, Y. Lyanda-Geller. Phys. Rev. B 66, 161 318 (2002)
  101. Г.Г. Козлов. ЖЭТФ 132, 918 (2007)
  102. A. Greilich, A. Shabaev, D.R. Yakovlev, A.L. Efros, I.A. Yugova, D. Reuter, A.D. Wi, M. Bayer. Science 317, 1896 (2007)
  103. М.И. Дьяконов, В.И. Перель. ЖЭТФ 65, 362 (1973)
  104. V.I. Korenev. Phys. Rev. B 83, 235429 (2011)
  105. M.M. Glazov, I.A. Yugova, A.L. Efros. Arxiv cond-mat:1103.3249 (2011)
  106. L.M. Roth, B. Lax, S. Zwerdling. Phys. Rev. 114, 90 (1959)
  107. Е.Л. Ивченко, А.А. Киселев. ФТП 26, 1471 (1992)
  108. E.L. Ivchenko. Optical spectroscopy of semiconductor nanostructures Alpha Science, Harrow, UK (2005)
  109. 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.