Aufschlüsselung der Niveaustruktur von Elektronen-, Löcher- und Exzitonen-Systemen in selbstorganisierten InAs Quantenpunkten

Mit Hilfe einer neuartigen Kombination aus elektrischer und optischer Messung soll in dem Projekt die Niveaustruktur von InAs-Quantenpunkten, die aufgrund ihrer Eigenschaften auch als künstliche Atome bezeichnet werden, entschlüsselt werden. Ziel ist es, durch das Verständnis der Quantenmechanik das Potenzial dieser Systeme für die Informationsverarbeitung auszuloten.

Selbstorganisierte InAs-Nano-Inseln sind ideale Modellsysteme, um fundamentale Eigenschaften von „Atom-ähnlichen“, vollständig quantisierten Elektronen- und Lochzuständen zu untersuchen. Im Rahmen dieses Projekts soll das Know-How von drei Arbeitsgruppen der UA Ruhr gebündelt werden, um die Niveaustruktur von InAs-Quantenpunkten mit Hilfe einer neuartigen Kombination aus elektrischer und optischer Messung zu entschlüsseln. Hierzu sollen verschiedene, komplementäre Messmethoden eingesetzt werden: Spin-Flip-Raman-Spektroskopie, zeitaufgelöste Transportspektroskopie und Photolumineszenz-Spektroskopie. Mittels Molekularstrahlepitaxie sollen Proben hergestellt werden, die einen direkten Vergleich der Ergebnisse der verschiedenen Methoden erlauben. Ein tiefes Verständnis des Einflusses von Quantisierung, Spin- und Vielteilchen-Wechselwirkungen (Coulomb, Austausch und Korrelation) auf die Struktur und Dynamik von Quantenpunkt-Zuständen soll mit dem Ziel erarbeitet werden, das Potential dieser Systeme für die Quanteninformationsverarbeitung auszuloten.

Antragsteller

Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr. Axel Lorke, Dr. Martin Geller (Lehrstuhl für Experimentalphysik);
Ruhr-Universität Bochum: Prof. Dr. Andreas Wieck, PD Dr. Dirk Reuter (Lehrstuhl für Angewandte Festkörperphysik);
Technische Universität Dortmund: Prof. Dr. Manfred Bayer, Jörg Debus (Lehrstuhl Experimentelle Physik II)

Förderlinie: Projektförderung
Fördersumme: 250.000 Euro
Laufzeit: 01.11.2010 – 31.12.2012

Ansprechpartner

Prof. Dr. Axel Lorke
Universität Duisburg-Essen
Fakultät 4
Experimentalphysik
Lotharstr. 1
47048 Duisburg

Telefon: 0203-3793265
axel.lorke (at) uni-due(dot)de