Проект 19-52-12054

Тип проекта: РФФИ-ННИО_а
Название проекта: «Фундаментальные проблемы формирования сигнала спинового шума»
Руководитель проекта: В.С. Запасский
№ РФФИ: 19-52-12054
Начало проекта: 2019
Конец проекта: 2023
Исполнители:
Д. С. Смирнов
А. С. Пазгалёв
Г. Г. Козлов
И. И. Рыжов
А. К. Вершовский
М. Ю. Петров
А. А. Фомин

Аннотация: Спектроскопия спиновых шумов — это молодая область исследований, которая приобрела в последние годы значительную популярность и потенциал которой пока остается, в определенной степени, неизученным. Этим определяется актуальность изучения базовых характеристик этого метода. Исследования, проведенные нами в рамках предыдущего проекта, позволили обнаружить ряд новых закономерностей формирования сигнала спиновых шумов в средах с движущимися носителями спинов. Работа следующего четырехлетнего цикла будет использовать достижения предыдущего проекта и будет нацелена на реализацию принципиально новых возможностей, предоставляемых техникой квантовых шумов. Спектроскопия спиновых шумов будет использована для демонстрации фундаментально квантового эффекта шумов поперечной намагниченности полностью ориентированной спиновой системы. Будут проведены эксперименты по исследованию спинового шума в двухлучевой конфигурации, которые, как было показано теоретически в работах по нашему предыдущему проекту, позволяют получать важную информацию о процессах пространственной корреляции спинового движения в исследуемой системе. Исследования формы спектра спиновых шумов в квантовых ямах на основе CdMnSe, демонстрирующих эффект многократного спин-флип рамановского рассеяния, позволит нам лучше понять связь спектроскопии спиновых шумов с эффектом рамановского рассеяния. Важный аспект современной спектроскопии спиновых шумов в смысле ее дальнейшего развития связан с возможностью вовлечения кристаллов и стекол с парамагнитными примесями в круг объектов этого экспериментального подхода. Эту задачу предполагается решить путем регистрации продольных шумов намагниченности в геометрии Фарадея.

Annotation: Spin noise spectroscopy is a young field of research that gained, in recent years, a great popularity and whose potential remains so far, to a considerable extent, unexplored. These facts determine urgency of studying basic characteristics of this method of research. Investigations we performed in the framework of the previous project allowed us to discover a number of new patterns in formation of the spin-noise signal in media with moving spin carriers. In the work of the following four-year period we plan to exploit achievements of the preceding project and will aim at development of fundamentally new possibilities offered by the quantum-noise technique. The spin noise spectroscopy will be used to demonstrate fundamentally quantum effect of the transverse magnetization noise of a fully oriented spin system. We will study specific features of spin noise in the two-beam configuration, which, as has been shown in our previous project, allows getting important information about correlation of spin motion in the system under study. Studying the shape of the spin-noise spectra in quantum wells in CdMnSe, demonstrating multiple spin-flip Raman scattering will allow us to better understand relationship between the spin noise spectroscopy and the Raman effect. An important aspect of the up-to-date spin noise spectroscopy in terms of its further development is related to involvement of crystals and glasses activated with paramagnetic impurities into the area of objects of this experimental approach. This problem is supposed to be solved by detecting longitudinal magnetization noise in the Faraday geometry.

Publications:

  1. A. A. Fomin, M. Yu. Petrov, A. S. Pazgalev, G. G. Kozlov and V. S. Zapasskii, Optically driven spin-alignment precession, Phys. Rev. A 108, 043109 (2023)
  2. V. O. Kozlov, N. S. Kuznetsov, A. N. Kamenskii, A. Greilich, I. I. Ryzhov, G. G. Kozlov and V. S. Zapasskii, Spin noise of magnetically anisotropic centers, Phys. Rev. B 107, 064427 (2023)
  3. C. Rittmann, M. Yu. Petrov, A. N. Kamenskii, K. V. Kavokin, A. Yu. Kuntsevich, Yu. P. Efimov, S. A. Eliseev, M. Bayer and A. Greilich, Unveiling the electron-nuclear spin dynamics in an n-doped InGaAs epilayer by spin noise spectroscopy, Phys. Rev. B 106, 035202 (2022)
  4. A. N. Kamenskii, V. O. Kozlov, N. S. Kuznetsov, I. I. Ryzhov, G. G. Kozlov, M. Bayer, A. Greilich and V. S. Zapasskii, Invariants in the paramagnetic resonance spectra of impurity-doped crystals, Phys. Rev. B 105, 014416 (2022)
  5. A. N. Kamenskii, E. I. Baibekov, B. Z. Malkin, G. G. Kozlov, M. Bayer, A. Greilich and V. S. Zapasskii, Nonlinear Faraday effect and spin noise in rare-earth activated crystals, Phys. Rev. B 104, 174430 (2021)
  6. T. S. Shamirzaev, A. V. Shumilin, D. S. Smirnov, J. Rautert, D. R. Yakovlev and M. Bayer, Dynamic polarization of electron spins in indirect band gap (In,Al)As/AlAs quantum dots in a weak magnetic field: Experiment and theory, Phys. Rev. B 104, 115405 (2021)
  7. A. A. Fomin, M. Yu. Petrov, G. G. Kozlov, A. K. Vershovskii, M. M. Glazov and V. S. Zapasskii, Anomalous light-induced broadening of the spin-noise resonance in cesium vapor, Phys. Rev. A 103, 042820 (2021)
  8. A. A. Fomin, M. Yu. Petrov, I. I. Ryzhov, G. G. Kozlov, V. S. Zapasskii and M. M. Glazov, Nonlinear spectroscopy of high-spin fluctuations, Phys. Rev. A 103, 023104 (2021)
  9. G. G. Kozlov, A. A. Fomin, M. Yu. Petrov, I. I. Ryzhov and V. S. Zapasskii, Raman scattering model of the spin noise, Opt. Express 29, 4, 4770 (2021)
  10. A. N. Kamenskii, M. Yu. Petrov, G. G. Kozlov, V. S. Zapasskii, S. E. Scholz, C. Sgroi, A. Ludwig, A. D. Wieck, M. Bayer and A. Greilich, Detection and amplification of spin noise using scattered laser light in a quantum-dot microcavity, Phys. Rev. B 101, 041401 (2020)

  Russian (Russia)
  Russian (Russia)