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.
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04420-1024x683.jpg)
Криостат закрытого цикла используется для проведения низкотемпературных экспериментов по определению магнитных и магнитооптических свойств тонких пленок и гетероструктур. Синие кабели на фотографии используются для заведения сигналов на частотах до десятков гигагерц
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.
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04555-1024x682.jpeg)
Александр Чернов, руководитель лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04951-1024x683.jpg)
Оптические элементы для направления и изменения параметров фемтосекундных лазерных импульсов
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04924-200x300.jpg)
Поляризационная оптика является неотъемлемой частью оптических элементов, которые используются во многих экспериментах
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04943-200x300.jpg)
Различные подвижки используются для изменения положения образцов внутри магнита с микрометрической точностью. Для работы с одиночными нанообъектами применяются специальные программируемые пьезоподвижки
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.
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04448-1024x683.jpg)
Федор Максимов, студент четвертого курса ЛФИ кафедры Российского квантового центра, работает над определением магнитных свойств тонких магнитных пленок с напыленным сверхпроводником
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04913-1024x683.jpg)
Образцы для исследования
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.
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04938-1024x683.jpg)
Александра Белькова, младший научный сотрудник группы Российского квантового центра, проводит эксперименты на установке «накачка — зондирование»
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04949-1024x683.jpg)
Характерные зависимости прецессии намагниченности от времени, которые регистрируются в экспериментах при возбуждении магнитного материала короткими фемтосекундными лазерными импульсами. Колебания спинов запускаются нетермически и могут контролироваться различными параметрами лазерного излучения
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
![лаборатории](https://zanauku.mipt.ru/wp-content/uploads/2022/03/DSC04957-1-1024x683.jpg)
Генерация спиновых волн производится короткими лазерными импульсами. Важным является применение спектральных и нейтральных фильтров (изображенных на фотографии) для точной подстройки характеристик возбуждающего 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.