Laboratory of Cryogenic and Spintronic Research

Since its foundation, the Laboratory of Cryogenic and Spintronic Research has remained at the forefront of experimental and theoretical research of spin-dependent phenomena in semiconductors at nanoscale, at ultralow temperatures, and in high magnetic fields. The Laboratory has gained particular international recognition by  elucidating the nature of dimensionality-dependent interplay of spin and quantum localization phenomena and the origin of ferromagnetism in semiconductors containing transition metals. 

Current interests, pursued together with a number of European and overseas research partners, are focused on the development of material systems and device concepts for nanospintronics of ferromagnetic and antiferromagnetic compounds, topological materials, and hybrid ferromagnetic metal/semiconductor nanostructures. 

The Laboratory is equipped with two SQUID magnetometers, three sub-Kelvin systems, including a fully automated system capable of 10 mK for electrical and magnetic measurements in vector magnetic fields, high pressures, and in a broad range of microwave frequencies. Furthermore, electron beam lithography set-ups together with advanced systems for metal and oxide deposition allow to prepare functional nanostructures with critical dimensions below 30 nm.

Od momentu powstania, Laboratorium Badań Kriogenicznych i Spintronicznych pozostaje w czołówce eksperymentalnych i teoretycznych badań zjawisk zależnych od spinu w półprzewodnikach w nanoskali, w ultraniskich temperaturach i w wysokich polach magnetycznych. Szczególne międzynarodowe uznanie Laboratorium zdobyło dzięki wyjaśnieniu natury zależnego od wymiaru wzajemnego oddziaływania zjawisk lokalizacji spinowej i kwantowej oraz pochodzenia ferromagnetyzmu w półprzewodnikach zawierających metale przejściowe.  

Obecne zainteresowania, realizowane wspólnie z wieloma europejskimi i zagranicznymi partnerami badawczymi, koncentrują się na opracowaniu systemów materiałowych i koncepcji urządzeń dla nanospintroniki ze związków ferromagnetycznych i antyferromagnetycznych, materiałów topologicznych oraz hybrydowych ferromagnetycznych nanostruktur metalowo-półprzewodnikowych. 

Laboratorium wyposażone jest w dwa magnetometry SQUID, trzy systemy sub-kelwinowe, w tym w pełni zautomatyzowany system umożliwiający pomiary elektryczne i magnetyczne w wektorowych polach magnetycznych, wysokich ciśnieniach i szerokim zakresie częstotliwości mikrofalowych w temperaturze 10 mK. Ponadto, stanowiska do litografii wiązką elektronów wraz z zaawansowanymi systemami do osadzania metali i tlenków pozwalają na przygotowanie funkcjonalnych nanostruktur o wymiarach krytycznych poniżej 30 nm.