Данная установка позволяет охлаждать ядерные спины в полупроводниковых материалах (на сегодняшний день мы изучаем объемный n-GaAs) до температур порядка десятков микроКельвин при температуре образца 15 К. Достижение таких низких спиновых температур возможно благодаря оптическому охлаждению в постоянном магнитном поле и дальнейшему адиабатическому размагничиванию в локальное поле ядерной спиновой системы (ЯСС). Локальное поле ЯСС является меньше магнитного поля Земли, поэтому в данной установке используются три пары катушек Гельмгольца для компенсации земных магнитных полей. Необходимую информацию о ЯСС мы получаем через изменение степени поляризации фотолюминесценции (ФЛ). Исследуемый образец освещается лазерным пучком с длинной волны излучения 780 нм, который после прохождения четвертьволновой (λ/4) пластинки становится поляризованным. Поляризованная ФЛ проходит через фотоупругий модулятор (PEM), призму Глана (GT) и спектрометр и затем сигнал анализируется с помощью фотодиода (APD) и двухканального счетчика фотонов (Photon Counter), синхронизованного с PEM. Благодаря сверхтонкому взаимодействию между ядерными и электронными спинами, измеряя изменение степени поляризации ФЛ мы можем получить необходимую информацию о состоянии ядерных спинов (величину ядерного поля, ядерной спиновой температуры) [1]. Также охлажденную ЯСС мы можем отогревать переменным магнитным полем с разной частотой и получать спектры поглощения и спектры корреляторов ядерных спинов. Изучение низкочастотной части спектров корреляторов для различных величин ядерной спиновой температуры позволяют судить о приближении ЯСС к упорядоченному состоянию. Идея получения такого упорядоченного состояния является концепцией ядерного спинового полярона [2], обнаружение которого является основной задачей наших исследований [3 – пример работы по теме].
[1] «Оптическая ориентация», гл.2 и 5 (ред. Захарченя и Майер, 1984);
[2] И.А. Меркулов, "Формирование ядерного спинового полярона при оптической ориентации в полупроводниках типа GaAs", ФТТ 40, 1018 (1998);
[3] V M Litvyak, R V Cherbunin, K V Kavokin and V K Kalevich, Determination of the local field in the nuclear spin system of n-type GaAs, Journal of Physics: Conference Series 951, 012006 (2018).
Russian (Russia) 
English (United Kingdom)