Большие светлые помещения лаборатории находятся на первом этаже нового корпуса Физтех.Цифра. Первое, что мы видим, — огромный лазерный стол, заставленный линзами самых разных размеров и несколькими источниками излучения. Короткие лазерные импульсы проходят через оптические элементы вдоль всего стола и попадают на образец, размещенный во внешнем магнитном поле.
Со столом соседствует оптический криостат замкнутого цикла, позволяющий охлаждать исследуемые структуры до 3,5 К.
В лаборатории занимаются проведением экспериментальных и теоретических исследований по нескольким направлениям. Одним из основных является опто- и квантовая спинтроника, где свет используется для возбуждения и контроля над спиновыми состояниями. Помимо этого, ведутся работы в области магнитооптики в 1D- и 2D-материалах и гетероструктурах при низких температурах — направление, которое также включает исследования спин-орбитального взаимодействия и эффектов, индуцированных близостью поверхностей. Кроме того, ведутся исследования по изучению и внедрению в коммерческие продукты источников одиночных фотонов, которые являются базовыми элементами для систем квантовой связи.
Изначально лаборатория была создана в рамках проекта «5-100» под руководством профессора Анатолия Звездина и занималась исследованиями в области спинтроники, магнетизма и оптомагнетизма. Были получены важные результаты в области прикладной спинтроники, развиты научные и технологические основы для создания оперативной памяти MRAM, STT-MRAM и микроволновых спинтронных устройств.
В конце 2019 года благодаря совместным усилиям МФТИ и РКЦ лаборатория была в значительной степени усилена, расширен научный коллектив и модернизирована научно-материальная база. Лаборатория вошла в Центр фотоники и двумерных материалов МФТИ. Благодаря этому появилась возможность проведения передовых исследований в области двумерных наноматериалов и решения задач в сфере квантовых технологий. В настоящее время лабораторией руководит Александр Чернов, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Российского квантового центра.
Среди сотрудников лаборатории есть студенты Физтех-школы физики и исследований им. Ландау МФТИ. Они могут прийти сюда начиная с третьего курса и совмещать работу с учебой.
Вхождение лаборатории в состав Центра двумерных материалов в значительной степени расширило взаимодействие с группами, которые занимаются синтезом новых двумерных материалов. Исследуются образцы двух- и однослойного графена, дихалькогенидов переходных металлов, а также одномерные полосы графена и углеродные нанотрубки. Некоторые из новых материалов обладают необычными оптическими и магнитными свойствами и являются перспективными для различных приложений.
Два ретрорефлектора являются неотьемлемой частью установок «накачка — зондирование». Принцип работы ретрорефлектора заключается в том, что падающий на уголковый отражатель луч отражается строго в обратном направлении (по этой причине в самом отражателе виден объектив фотоаппарата). Каждый из отражателей на фото используется для совмещения во времени и задания желаемой величины временной задержки между лазерными импульсами накачки и зондирования. Два элемента используются для двух различных оптических схем и, соответственно, двух различных экспериментов.
В зависимости от поставленной задачи и исследуемых объектов длина волны лазерного излучения может быть перестроена в видимом и ближнем ИК-диапазоне. На фотографии виден лазерный луч зеленого цвета (длина волны составляет 516 нм). Помимо этого, мощные лазерные импульсы ИК-диапазона используются для генерации ТГц-излучения
«Нанофотоника открывает новые возможности в области сверхбыстрого магнетизма. Мы работаем на передовой линии мировой науки. Это очень интересное и перспективное направление. Задач много, поэтому коллектив лаборатории заинтересован в привлечении мотивированных сотрудников из числа как опытных исследователей, взрослых, состоявшихся ученых, так и целеустремленных студентов», — говорит Александр Чернов, заведующий лабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ.