Selbst-adjustierte Hybridstrukturen aus einem Halbleiter-Quantenpunkt und einer plasmonischem Nanostruktur in tröpfchengeätzten Nanolöchern

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Hansen
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269271569

Im Vorhaben sollen neuartige, hybride Systeme aus einem einzelnen epitaktischen Halbleiter-Quantenpunkt und einer wenige Nanometer entfernten metallischen Nanostruktur hergestellt und untersucht werden. Als zentraler Aspekt werden sowohl der Quantenpunkt als auch die Nanostruktur selbstadjustiert in einem Nanoloch positioniert. Dies ermöglicht sehr gut definierte und kontrollierbare Geometrien und Abstände. Die Herstellung der Hybridstrukturen erfolgt mittels Molekularstrahlepitaxie und dem lokalen Tröpfchenätzen der Nanolöcher. Die wesentlichen Aspekte sind neben dem in den letzten Jahren etablierten Wachstums- und Tröpfchenätzprozess die Nahfeld-Kopplungseffekte zwischen den quantisierten exzitonischen Zuständen im Quantenpunkt und den lokalisierten Plasmonen in der metallischen Nanostruktur. Wir erwarten sowohl einen Einfluss auf die Energieniveaus der Exzitonen bzw. Plasmonen als auch eine Modifikation des elektromagnetischen Feldes durch die Nanostruktur, welche dann als optische Nanoantenne wirkt. Dabei sollen neben kompakten Nanoteilchen auch metallische Loch/Ring-Strukturen untersucht werden. Bei den optischen Messungen an einzelnen Hybridstrukturen sollen die Energieniveaus auch in situ durch den Stark-Effekt abgestimmt werden. Die experimentellen Resultate sollen unter Zuhilfenahme von Simulationsrechnungen interpretiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Christian Heyn