Spin-kontrollierte Laserdioden

Die Nutzung des Elektronenspins als Informationsträger ist eine der Strategien für die zukünftige Informationstechnologie, da die Grenzen des Moore’schen Gesetzes in absehbarer Zeit erreicht werden. Insbesondere hat sich die Spin-Optoelektronik als vielversprechendes Forschungsgebiet etabliert. Dabei zeigt sich, dass das enorme Potential dieser Spin-Optoelektronik nur mit Spin-kontrollierten Halbleiter-Diodenlasern erschlossen werden kann. Ziel des Projektes ist daher die Realisierung des weltweit ersten elektrisch gepumpten Raumtemperatur-Spinlasers. Unser Konzept dafür ist ein kantenemittierender Diodenlaser mit aktiver Region aus Volumenmaterial oder aus speziell entworfenen Quantenpunkten, um eine polarisationsunabhängige optische Verstärkung zu erzielen, die dann gezielt durch Spininjektion manipuliert bzw. eingestellt werden kann. Die Expertisen der beteiligten Gruppen ergänzen sich perfekt zur Bearbeitung dieses Forschungsthemas. Die Teilaufgaben verteilen sich wie folgt: die Gruppe Hofmann übernimmt das Strukturdesign (Aufbau des aktiven Bereichs, Injektor) und die optische Charakterisierung. Die Gruppe Wieck übernimmt das Nanodesign der Schichtfolgen durch bandgap-engineering sowie der Formgebung von Quantenpunkten und dann die Realisierung durch Halbleiterwachstum, -Prozessierung und Transport-Charakterisierung, bevor die Gruppe Wende die ferromagnetischen n-Kontakte (z.B. Fe3Si-Schichten) mit MgO-Tunnelbarriere aufbringt.

Antragsteller

Ruhr-Universität Bochum: Prof. Dr. Martin R. Hofmann (Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik), Prof. Dr. Andreas Wieck (Fakultät für Physik und Astronomie, Angewandte Festkörperphysik);
Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr. Heiko Wende (Fakultät für Physik, Experimentalphysik)

Förderlinie: Projektförderung
Fördersumme: 299.72,00 Euro
Laufzeit: 01.10.2013 – 30.09.2015

Ansprechpartner

Prof. Dr. Martin R. Hofmann
Ruhr-Universität Bochum
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Photonik und Terahertztechnologie
Universitätsstr. 150
44780 Bochum

Telefon: 0234 32 22259
martin.hofmann (at) rub(dot)de