We have developed a mini-coil pulsed magnet system with direct optical access, ideally suited for nonlinear and ultrafast spectroscopy studies of materials in high magnetic fields up to 30 T. The apparatus consists of a small coil in a liquid nitrogen cryostat coupled with a helium flow cryostat to provide sample temperatures down to below 10 K. Direct optical access to the sample is achieved with the use of easily interchangeable windows separated by a short distance of ∼135 mm on either side of the coupled cryostats with numerical apertures of 0.20 and 0.03 for measurements employing the Faraday geometry. As a demonstration, we performed time-resolved and time-integrated photoluminescence measurements as well as transmission measurements on InGaAs quantum wells.
REFERENCES
1.
P.
Kner
, W.
Schafer
, R.
Lovenich
, and D. S.
Chemla
, Phys. Rev. Lett.
81
, 5386
(1998
).2.
N. A.
Fromer
, C. E.
Lai
, D. S.
Chemla
, I. E.
Perakis
, D.
Driscoll
, and A. C.
Gossard
, Phys. Rev. Lett.
89
, 067401
(2002
).3.
K. M.
Dani
, J.
Tignon
, M.
Breit
, D. S.
Chemla
, E. G.
Kavousanaki
, and I. E.
Perakis
, Phys. Rev. Lett.
97
, 057401
(2006
).4.
J.
Kono
, A. H.
Chin
, A. P.
Mitchell
, T.
Takahashi
, and H.
Akiyama
, Appl. Phys. Lett.
75
, 1119
(1999
).5.
M. A.
Zudov
, A. P.
Mitchell
, A. H.
Chin
, and J.
Kono
, J. Appl. Phys.
94
, 3271
(2003
).6.
G. A.
Khodaparast
, D. C.
Larrabee
, J.
Kono
, D. S.
King
, S. J.
Chung
, and M. B.
Santos
, Phys. Rev. B
67
, 035307
(2003
).7.
X.
Wang
, D. J.
Hilton
, L.
Ren
, D. M.
Mittleman
, J.
Kono
, and J. L.
Reno
, Opt. Lett.
32
, 1845
(2007
).8.
Y.
Ikebe
, T.
Morimoto
, R.
Masutomi
, T.
Okamoto
, H.
Aoki
, and R.
Shimano
, Phys. Rev. Lett.
104
, 256802
(2010
).9.
X.
Wang
, A. A.
Belyanin
, S. A.
Crooker
, D. M.
Mittleman
, and J.
Kono
, Nat. Phys.
6
, 126
(2010
).10.
X.
Wang
, D. J.
Hilton
, J. L.
Reno
, D. M.
Mittleman
, and J.
Kono
, Opt. Express
18
, 12354
(2010
).11.
Y.
Takahashi
, R.
Shimano
, Y.
Kaneko
, H.
Murakawa
, and Y.
Tokura
, Nat. Phys.
8
, 121
(2011
).12.
T.
Arikawa
, X.
Wang
, D. J.
Hilton
, J. L.
Reno
, W.
Pan
, and J.
Kono
, Phys. Rev. B
84
, 241307
–R
(2011
).13.
S.
Bordács
, I.
Kézmárki
, D.
Szaller
, L.
Demkó
, N.
Kida
, H.
Murakawa
, Y.
Onose
, R.
Shimano
, T.
Rőőm
, U.
Nagel
, S.
Miyahara
, N.
Furukawa
, and Y.
Tokura
, Nat. Phys.
8
, 734
(2012
).14.
T.
Arikawa
, X.
Wang
, A. A.
Belyanin
, and J.
Kono
, Opt. Express
20
, 19484
(2012
).15.
R.
Shimano
, G.
Yumoto
, J. Y.
Yoo
, R.
Matsunaga
, S.
Tanabe
, H.
Hibino
, T.
Morimoto
, and H.
Aoki
, Nat. Commun.
4
, 1841
(2013
).16.
E.
Kojima
, R.
Shimano
, Y.
Hashimoto
, S.
Katsumoto
, Y.
Iye
, and M.
Kuwata-Gonokami
, Phys. Rev. B
68
, 193203
(2003
).17.
J.
Wang
, C.
Sun
, J.
Kono
, A.
Oiwa
, H.
Munekata
, L.
Cywinski
, and L. J.
Sham
, Phys. Rev. Lett.
95
, 167401
(2005
).18.
J.
Wang
, C.
Sun
, Y.
Hashimoto
, J.
Kono
, G. A.
Khodaparast
, L.
Cywinski
, L. J.
Sham
, G. D.
Sanders
, C. J.
Stanton
, and H.
Munekata
, J. Phys.: Condens. Matter
18
, R501
(2006
).19.
Y.
Hashimoto
, S.
Kobayashi
, and H.
Munekata
, Phys. Rev. Lett.
100
, 067202
(2008
).20.
J.
Wang
, L.
Cywinski
, C.
Sun
, J.
Kono
, H.
Munekata
, and L. J.
Sham
, Phys. Rev. B
77
, 235308
(2008
).21.
K. C.
Hall
, J. P.
Zahn
, A.
Gamouras
, S.
March
, J. L.
Robb
, X.
Liu
, and J. K.
Furdyna
, Appl. Phys. Lett.
93
, 032504
(2008
).22.
E.
Beaurepaire
, J.-C.
Merle
, A.
Daunois
, and J.-Y.
Bigot
, Phys. Rev. Lett.
76
, 4250
(1996
).23.
For a review, see, e.g.,
G.
Zhang
, W.
Hübner
, E.
Beaurepaire
, and J.-Y.
Bigot
, in Spin Dynamics in Confined Magnetic Structures I
, edited by B. Hillebrands and K.
Ounadjela
(Springer
, Berlin
, 2002
), pp. 245
–288
.24.
B.
Koopmans
, G.
Malinowski
, F.
Dalla Longa
, D.
Steiauf
, M.
Fahnle
, T.
Roth
, M.
Cinchetti
, and M.
Aeschlimann
, Nat. Mater.
9
, 259
(2010
).25.
A.
Kirilyuk
, A. V.
Kimel
, and T.
Rasing
, Rev. Mod. Phys.
82
, 2731
(2010
).26.
A. I.
Lobad
, R. D.
Averitt
, and A. J.
Taylor
, Phys. Rev. B
63
, 060410
–R
(2001
).27.
S. A.
McGill
, R. I.
Miller
, O. N.
Torrens
, A.
Mamchik
, I.-W.
Chen
, and J. M.
Kikkawa
, Phys. Rev. Lett.
93
, 047402
(2004
).28.
A. B.
Sushkov
, M.
Mostovoy
, R. V.
Aguilar
, S.-W.
Cheong
, and H. D.
Drew
, J. Phys.: Condens. Matter
20
, 434210
(2008
).29.
D.
Talbayev
, S. A.
Trugman
, A. V.
Balatsky
, T.
Kimura
, A. J.
Taylor
, and R. D.
Averitt
, Phys. Rev. Lett.
101
, 097603
(2008
).30.
N.
Kida
, Y.
Takahashi
, J. S.
Lee
, R.
Shimano
, Y.
Yamasaki
, Y.
Kaneko
, S.
Miyahara
, N.
Furukawa
, T.
Arima
, and Y.
Tokura
, J. Opt. Soc. Am. B
26
, A35
(2009
).31.
S.
Seki
, N.
Kida
, S.
Kumakura
, R.
Shimano
, and Y.
Tokura
, Phys. Rev. Lett.
105
, 097207
(2010
).32.
A. M.
Shuvaev
, A. A.
Mukhin
, and A.
Pimenov
, J. Phys.: Condens. Matter
23
, 113201
(2011
).33.
T.
Li
, A.
Patz
, L.
Mouchliadis
, J.
Yan
, T. A.
Lograsso
, I. E.
Perakis
, and J.
Wang
, Nature (London)
496
, 69
(2013
).34.
Y. M.
Sheu
, S. A.
Trugman
, L.
Yan
, J.
Qi
, Q. X.
Jia
, A. J.
Taylor
, and R. P.
Prasankumar
, preprint arXiv:1305.3990 (2013
).35.
F.
Herlach
and N.
Miura
, High Magnetic Fields: Science and Technology: Magnet Technology and Experimental Techniques
(World Scientific
, Singapore
, 2003
), Vol. 1
.36.
J. E.
Crow
, D. M.
Parkin
, H. J.
Schneider-Muntau
, and N. S.
Sullivan
, Physica B
216
, 146
(1996
).37.
J.
Singleton
, C. H.
Mielke
, A.
Migliori
, G. S.
Boebinger
, and A. H.
Lacerda
, Physica B
346–347
, 614
(2004
).38.
T.
Kiyoshi
, A.
Sato
, H.
Nagai
, F.
Matsumoto
, M.
Kosuge
, M.
Yuyama
, S.
Nimori
, T.
Asano
, K.
Itoh
, S.
Matsumoto
, G.
Kido
, and K.
Watanabe
, J. Phys.: Conf. Ser.
51
, 651
(2006
).39.
J.
Wosnitza
, A. D.
Bianchi
, J.
Freudenberger
, J.
Haase
, T.
Herrmannsdörfer
, N.
Kozlova
, L.
Schultz
, Y.
Skourski
, S.
Zherlitsyn
, and S. A.
Zvyagin
, J. Magn. Magn. Mater.
310
, 2728
(2007
).40.
L.
Li
, T.
Peng
, H. F.
Ding
, X. T.
Han
, Z. C.
Xia
, T. H.
Ding
, J. F.
Wang
, J. F.
Xie
, S. L.
Wang
, Y.
Huang
, X. Z.
Duan
, K. L.
Yao
, F.
Herlach
, J.
Vanacken
, and Y.
Pan
, J. Low Temp. Phys.
159
, 374
(2010
).41.
F.
Debray
and P.
Frings
, Comptes Rendus Phys.
14
, 2
(2013
).42.
A. P.
Heberle
, S.
Haacke
, M.
Oestreich
, M.
Potemski
, W. W.
Ruhle
, J. C.
Maan
, K.
Kohler
, G.
Weimann
, and H.-J.
Queisser
, Physica B
204
, 332
(1995
).43.
M.
Bhowmick
, T. R.
Merritt
, G. A.
Khodaparast
, B. W.
Wessels
, S. A.
McGill
, D.
Saha
, X.
Pan
, G. D.
Sanders
, and C. J.
Stanton
, Phys. Rev. B
85
, 125313
(2012
).44.
J.
Toth
, M. D.
Bird
, S.
Bole
, and J. W.
O’Reilly
, IEEE Trans. Appl. Supercond.
22
, 4301604
(2012
).45.
S. A.
Crooker
, Rev. Sci. Instrum.
73
, 3258
(2002
).46.
D.
Molter
, F.
Ellrich
, T.
Weinland
, S.
George
, M.
Goiran
, F.
Keilmann
, R.
Beigang
, and J.
Léotin
, Opt. Express
18
, 26163
(2010
).47.
Y.
Narumi
, T.
Nakamura
, T.
Kinoshita
, Y. H.
Matsuda
, and H.
Nojiri
, Synch. Radiat. News
25
, 12
(2012
).48.
P. P.
Ho
, in Semiconductors Probed by Ultrafast Laser Spectroscopy
, edited by R. R.
Alfano
(Academic Press
, New York
, 1984
), Vol. 2
, Chap. 25, pp. 409
–439
.49.
S.
Arzhantsev
and M.
Marconcelli
, Appl. Spectrosc.
59
, 206
(2005
).50.
R.
Dingle
, Festkörperprobleme (Adv. Sol. State Phys.)
15
, 21
(1975
).51.
J.
Menéndez
, A.
Pinczuk
, D. J.
Werder
, S. K.
Sputz
, R. C.
Miller
, D. L.
Sivco
, and A. Y.
Cho
, Phys. Rev. B
36
, 8165
(1987
).52.
M.
Shinada
and K.
Tanaka
, J. Phys. Soc. Jpn.
29
, 1258
(1970
).53.
A. H.
MacDonald
and D. S.
Ritchie
, Phys. Rev. B
33
, 8336
(1986
).54.
Y. D.
Jho
, X.
Wang
, J.
Kono
, D. H.
Reitze
, X.
Wei
, A. A.
Belyanin
, V. V.
Kocharovsky
, V. V.
Kocharovsky
, and G. S.
Solomon
, Phys. Rev. Lett.
96
, 237401
(2006
).55.
Y. D.
Jho
, X.
Wang
, D. H.
Reitze
, J.
Kono
, A. A.
Belyanin
, V. V.
Kocharovsky
, V. V.
Kocharovsky
, and G. S.
Solomon
, Phys. Rev. B
81
, 155314
(2010
).56.
G. T.
Noe
II, J.-H.
Kim
, J.
Lee
, Y.
Wang
, A. K.
Wojcik
, S. A.
McGill
, D. H.
Reitze
, A. A.
Belyanin
, and J.
Kono
, Nat. Phys.
8
, 219
(2012
).57.
G. T.
Noe
II, J.-H.
Kim
, J.
Lee
, Y.-D.
Jho
, Y.
Wang
, A. K.
Wójcik
, S. A.
McGill
, D. H.
Reitze
, A. A.
Belyanin
, and J.
Kono
, Fortschr. Phys.
61
, 393
(2013
).58.
J.-H.
Kim
, J.
Lee
, G. T.
Noe
, Y.
Wang
, A. K.
Wójcik
, S. A.
McGill
, D. H.
Reitze
, A. A.
Belyanin
, and J.
Kono
, Phys. Rev. B
87
, 045304
(2013
).59.
J.-H.
Kim
, G. T.
Noe
II, S. A.
McGill
, Y.
Wang
, A. K.
Wójcik
, A. A.
Belyanin
, and J.
Kono
, Sci. Rep.
3
, 3283
(2013
).60.
S.
Chen
, M.
Okano
, B.
Zhang
, M.
Yoshita
, H.
Akiyama
, and Y.
Kanemitsu
, Appl. Phys. Lett.
101
, 191108
(2012
).61.
T.
Arikawa
, Q.
Zhang
, L.
Ren
, A. A.
Belyanin
, and J.
Kono
, J. Infrared Milli. Terahz Waves
34
, 724
(2013
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
