Лаборатория оптики полупроводников является подразделением Отделения физики твердого тела Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН.

В лаборатории изучают спиновые явления в полупроводниках (в том числе в разбавленных магнитных полупроводниках) и полупроводниковых наноструктурах.

Подавляющее большинство сведений о различных спиновых процессах было получено из экспериментов по оптической ориентации спинов.

В начале 1990-х годов была высказана идея использования спиновых степеней свободы в устройствах хранения и обработки информации.

Электронный спин, находящийся в одном из двух возможных состояний (+1/2 или -1/2), является аналогом бита информации и поэтому может быть использован в различных устройствах спиновой логики. На самом деле квантовые вычисления могут использовать тот факт, что любое спиновое состояние можно представить в виде суперпозиции базисных состояний (+1/2 и -1/2). Эти квантовые биты информации, известны как кубиты. На основе этих идей возникло новое направление науки и техники - спиновая электроника или спинтроника.

Предназначение спинтроники состоит в использовании фундаментальных знаний в области спиновых явлений для разработки (создания) устройств хранения и обработки информации. Например, для использования спина в устройствах обработки информации необходимы материалы с долгих времен жизни спина, поиск и исследование таких материалов требует глубокого понимания спиновых взаимодействий и, в частности, механизмов спиновой релаксации. Наиболее впечатляющий успех спинтроники - открытие гигантского магнитосопротивления в металлических многослойных структрах. За это открытие Петеру Грюнбергу (Peter Grunberg) и Альберту Ферту (Albert Fert) присуждена Нобелевская премия по физике 2007 года [А. Ферт, Происхождение, развитие и перспективы спинтроники. УФН, 178, 1336 (2008)]. На основе этого эффекта созданы считывающие магниторезистивные головки в жестких дисках с плотностью записи более 100 Гбайт/кв. дюйм, а также магниторезистивная память с произвольным доступом (MRAM). Преимуществом MRAM является ее энергонезависимость - информация сохраняется при отключении питания.

В настоящее время в рамках программы развития ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН лаборатория проводит исследования по направлению "Магнетизм и спиновые взаимодействия в твердотельных наносистемах".

Работы сотрудников публикуются в ведущих научных журналах и монографиях. Значительная часть исследований ведется при финансовой поддержке национальных и международных организаций, таких как РФФИ, РАН, ИНТАС, DFG (Германия), NWO (Голландия), CRDF (США), и др. Достижения коллектива нашли отражение в присуждении сотрудникам национальных и международных премий (Государственная премия, Премия Гумбольдта и др.) и в приглашенных докладах на авторитетных российских и международных конференциях.

В 2011 году постановлением Президиума Российской академии наук была присуждена премия имени А.Ф. Иоффе за цикл работ "Спиновые явления в полупроводниковых, металлических и магнитных наноструктурах" академику Устинову Владимиру Васильевичу, доктору физико-математических наук Меркулову Игорю Александровичу и доктору физико-математических наук Кусраеву Юрию Георгиевичу. В 2016 году Юрию Георгиевичу Кусраеву была присуждена премия имени А.Ф. Иоффе в области физики и астрономии за фундаментальные исследования спин-зависимых явлений в полупроводниковых и гибридных наноструктурах, спиновой динамики в разбавленных магнитных полупроводниках, внесшие весомый вклад в становление нового направления физики твердого тела - спинтроники.

Юрий Георгиевич Кусраев заведующий лабораторией

Лаборатория оптики полупроводников входит в состав коллектива института, ставшего победителем 4-го конкурса на получение "мегагрантов" под руководством профессора Манфреда Байера. Подробнее>>