Quantum Gases and Liquids in Semiconductor Rods

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Rüdiger Schmidt-Grund
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186128001

Basierend auf den Ergebnissen der ersten Förderperiode soll die Licht-Materie-Wechselwirkung in Abhängigkeit von der Art der photonischen Moden und ihrer spektralen Mo-dendichte in niedrigdimensionalen Systemen (d1), experimentell und theoretisch (P5,E4), ein-gehend untersucht werden. Der Schwerpunkt soll dabei (I) auf der Ausbreitung von rein photo-nischen Moden, die durch ein elektronisches System unter Unterstützung von Phonon-Streuung gepumpt werden, sowie von Polariton-Moden und daraus resultierenden suprafluiden Konden-saten liegen. Des Weiteren sollen (II) Lokalisierungseffekte durch eine geeignete Geometrie sowie durch künstliche ionenimplantierte Defekte (P4) hervorgerufen werden. Zu diesem Zweck werden Mikrokavitäten (MK) vornehmlich basierend auf ZnO oder GaN (P3,E2) Nano- und Mikrodrähten hergestellt. Das Design der MK und die damit verbundene optische Modenstruktur ermöglichen zahlreiche Anwendungen wie z.B. niedrigschwellige stimmbare Lichtquellen, Quel-len quantisierten Lichts und optischen Informationstransport entlang der Drähte mittels supraflu-ider Kondensate.Die beteiligten optischen Moden sollen zum einen vom Fabry-Pérot- und zum anderen vom Flüstergalerie-Typ sein. Die Fabry-Pérot Moden entstehen in Nanodrähten, die mittels ge-pulster Laserabscheidung mit einem konzentrischen Bragg-Spiegel (BS) ummantelt werden. Solche hoch-qualitative Moden sind bestens geeignet um starke Kopplung zu ermöglichen. Au-ßerdem wirkt der laterale BS als Spiegel zur effektiven Unterdrückung lateraler Leckmoden in Mikrosäulen-Kavitäten. Für Strukturen mit Fabry-Pérot Moden soll auch ein weiterführender Flip-Chip-Ansatz verfolgt werden, um eine nulldimensionale MK zur Modenlokalisierung herzu-stellen. Flüstergaleriemoden bilden sich durch innere Totalreflexion an den nahezu perfekten Material-Luft Grenzschichten von blanken Mikrodrähten aber möglicherweise auch an den BS-Luft Grenzschichten von Nanodraht MK. Mit zunehmendem Drahtdurchmesser erlaubt die er-höhte Multimodalität die Untersuchung von parametrischen Streuprozessen, die die Grundlage für verschränkte Photonenquellen darstellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1616: Dynamik und Interaktion von Halbleiternanodrähten für die Optoelektronik
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Marius Grundmann