Лаборатория оптики спина имени И. Н. Уральцева

• Разработана уникальная экспериментальная методика спектроскопии спинового шума, позволяющая изучать поведение ядерных спинов внутри кристаллического вещества. Методика позволяет осуществлять невозмущающую томографию спиновой динамики парамагнитных сред с оптическим разрешением. Техника применима для бесконтактной векторной магнитометрии внешних и внутренних магнитных полей в образцах. Спектроскопия спиновых шумов успешно применена для исследования пространственных и спектральных корреляций спиновых ансамблей, в том числе для исследования статистических характеристик новейшего источника лазерного излучения – поляритонного лазера.
• Предложен новый тип лазера – бозонный каскадный лазер, излучающий субмиллиметровые электромагнитные волны. Эти волны имеют широкое применение в телекоммуникациях и медицине. Обычный лазер основан на эффекте стимулированного излучения, то есть на бозе-стимуляции оптического перехода, а в предложенном лазере эффект бозе-стимуляции используется дважды: один раз для стимуляции оптического перехода образом, второй – для формирования макроскопически заселенного излучающего состояния, что должно значительно улучшить характеристики бозонного лазера.
• Экспериментально получен незатухающий кольцевой ток сверхтекучей свето-жидкости. Полученное состояние является макроскопическим проявлением квантовых законов, аналогично сверхпроводимости и сверхтекучести. Благодаря своей свето-материальной природе полученное состояние имеет обширные перспективы применения в квантовых симуляторах и оптических компьютерах.
• Открыт новый эффект долгоживущей оптической памяти в полупроводниковой структуре на основе записи информации в спиновой системе с помощью стимулированного фотонного эха в магнитном поле. В этом методе перенос информации из оптического поля в спиновую систему происходит непосредственно и при помощи эффекта стимулированного фотонного эха. В зависимости от экспериментальных условий и выбора структуры время хранения информации может варьироваться от пикосекунд до десятков наносекунд.

Внедрение результатов исследования:

• Получено два патента на полезные модели «Излучатель терагерцовых электромагнитных волн» и «Устройство для получения когерентных терагерцовых электромагнитных волн».

• Зарегистрированы две заявки на полезные модели и заявка на патент на изобретение.

Образование и переподготовка кадров:

• Разработано 5 спецкурсов для студентов магистратуры и бакалавриата: «Спиновая динамика полупроводниковых наноструктур», «Техника и компьютеризация оптического эксперимента», «Электрические свойства полупроводников», «Сверхбыстрая спектроскопия полупроводниковых гетероструктур», «Физика и технология эпитаксиальных систем».

• Организована научная стажировка в лаборатории для магистрантов и аспирантов.

• Защиты: 2 докторские диссертации, 7 кандидатских диссертаций, 12 выпускных квалификационных работ магистра.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Построены и полностью оборудованы три криогенные оптические лаборатории.

Другие результаты:

• Научный руководитель лаборатории А. В. Кавокин является председателем и организатором многих международных научных конференций, а также сопредседателем научного форума «Наука будущего – наука молодых».

• В лаборатории ежегодно проводится около 40 научных семинаров.