Quantenoptische Spektroskopie von Halbleiternanostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Stephan W. Koch, seit 9/2016 (†)
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie ; Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 201125783

In der herkömmlichen Laserspektroskopie wird die Intensität, Dauer und Phase des anregenden und emittierten Lichts charakterisiert und kontrolliert. Neben diesen klassischen Aspekten enthalten Laserfelder aber auch intrinsische Fluktuationen, die zu faszinierenden quantenoptischen Eigenschaften führen. Im Rahmen dieses Projektes soll untersucht werden, wie die quantitative Kontrolle und systematische Anwendung dieser Quanteneffekte genutzt werden kann, um die Bandbreite der klassischen Halbleiterspektroskopie zu erweitern und zu ergänzen. Dabei werden wir insbesondere analysieren, wie und in welchem Umfang diese quantenoptische Spektroskopie für die verbesserte experimentelle Charakterisierung optisch generierter Materiezustände genutzt werden kann. Darüber hinaus werden wir neue Modelle zur Erzeugung spezifischer Vielteilchenkonfigurationen mit bestimmten erwünschten Korrelationseigenschaften, wie räumliche Fernordnung oder reduzierte Coulomb Dephasierung, untersuchen. Technisch gesehen, kombinieren wir Methoden der Quantenoptik mit unserer Korrelationsexpansionsmethode, um gleichzeitig Vielteilchen- und quantenoptische Effekte in Halbleitern zu behandeln. Neben der systematischen Berechnung der Vielteilchenzustände und ihrer Wechselwirkungen werden wir auch die Quantenstatistik des reemittierten Lichts beschreiben. Wir werden mit Arbeitsgruppen in Deutschland und den USA zusammenarbeiten, die quantitative Experimente durchführen, die dazu dienen, relevante Aspekte der theoretischen Vorhersagen zuüberprüfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Mackillo Kira, bis 8/2016