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Projekt
Nichtlineare und kohährente Vielteilcheneffekte in Mikrokavitäten mit van der Waals Heterostrukturen
Antragsteller
Professor Dr. Christopher Gies; Professor Dr. Stephan Reitzenstein; Professor Dr. Christian Schneider
Fachliche Zuordnung
Experimentelle Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443416027
In unserem Vorhaben werden wir verdrehte van der Waals Heterostrukturen aus Übergangsmetall-Dichalkogenid Monolagen in optischen Mikrokavitäten untersuchen. Durch die Kopplung an die photonischen Resonanzen der Mikroresonatoren ändern diese Exzitonen ihr Verhalten grundlegend: Im Rahmen der quantenelektrodynamischen Beschreibung können wir zwei Regime unterscheiden. Im Regime der schwachen Kopplung resultiert die Verstärkung der spontanen Emission in einer Umordnung der Emission in resonante Moden, was beispielsweise zu einer drastischen Reduktion der Laserschwelle in Mikrolasern führt. In unserem Projekt werden wir periodische, kollektive gekoppelte Quantenemitter-Arrays in verdrehten Heterobilagen und neuartigen Heterotrilagen in optischen Resonatoren untersuchen. Wir werden hierbei quantenoptische Methoden einsetzen, um ein besonderes Augenmerk auf deren korreliertes und kollektives Verhalten zu legen. Das Regime der starken Kopplung zeichnet sich durch einen resonanten und kohärenten Energietransfer zwischen Licht- und Materieresonanzen aus, was zu neuen polaritonischen Eigenzuständen des kohärent gekoppelten Systems führt. Durch den Einsatz von van der Waals Heterostrukturen werden wir im Regime der starken Kopplung dipolare Quantengase kreieren und deren makroskopische Kohärenz, sowie das korrelierte Verhalten im Rahmen von Bose-Hubbard Physik untersuchen. Unser Konsortium verbindet experimentelles Arbeiten mit quantenoptischer und materialrealistischer Modellierung und baut auf die langjähriger Erfahrung unserer sehr erfolgreichen gemeinsamen Zusammenarbeit auf.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
