Магнитный резананс

Оптическая ориентация в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах Вербин С.Ю. 198504, Санкт-Петербургский государственный университет, С-Петербург, Петродворец, ул. Ульяновская, 1 Оптическая ориентация электронных и ядерных спинов в полупроводниках, а в последнее время - и полупроводниковых наноструктурах осуществляется в результате оптической накачки вещества поляризованным светом. При этом наблюдаются как эффекты, весьма близкие по своей физической природе к явлениям, обнаруженным при оптической накачке атомов, за открытие и объяснение которых в 1966 году А.Кастлеру была присуждена Нобелевская премия по физике, так и эффекты, не имеющие аналогов в оптической накачке в газах. Причиной последних является прежде всего возможность сильной связи ядерных спинов с электронными, ориентированными светом. Основным методом детектирования спиновой ориентации в полупроводниках долгое время являлось исследование степени поляризации рекомбинационного излучения [1]. В последние годы успешно применяется также исследование вращения плоскости поляризации прошедшего или отраженного света. В лекции обсуждаются основные понятия и эффекты, относящиеся к оптической ориентации в полупроводниках и полупроводниковых наноструктурах. Фундаментальные результаты, полученные в этой области, являются крайне притягательными и сточки зрения их возможного применения в квантовой информатике, где фотонная поляризация используется для переноса квантовой информации, а спиновая поляризация носителей заряда - для ее хранения. Быстрая запись информации и ее долговременное хранение в виде спиновой поляризации возможны в структурах, обладающих определенными свойствами. С одной стороны, структуры должны обладать высокой оптической восприимчивостью, для того чтобы ориентация спинов происходила быстро и при предельно малых мощностях оптического возбуждения (быстрое низкоэнергетическое переключение спинов). При этом, ориентация спинов должна сохраняться длительное время (долгоживущая спиновая память), что возможно только при подавлении эффективных механизмов спиновой релаксации путем специального дизайна структур и выбора оптимальных условий записи и хранения. Выполненные к настоящему времени теоретические и экспериментальные исследования показывают, что наиболее перспективными в этом плане являются наноструктуры с трехмерным ограничением движения носителей (структуры с квантовыми точками). В качестве примера материал проиллюстрирован также оригинальными результатами автора, полученными в самое последнее время.