In this lecture we will discuss the fundamental concepts of optically controlled nanosystems with the perspective of quantum technologies. We will illustrate the theoretical models with examples from current research and experimental demonstrations.

After an introduction of the required basics on solid state theory we will cover the following topics:

1. Traditional quantum materials: Including quantum dots and color centers

2. Modern developments of quantum materials: Focussing on 2D semiconductors

3. Optical resonators: Introducing dielectric and plasmonic cavities

4. Cavity enhanced light-matter interaction: Including strong coupling and basic laser theory

5. Phononics: Covering the development of phonon sidebands, optomechanics, and phonon-polaritons

In dieser Vorlesung werden wir die grundlegenden Konzepte von optisch kontrollierten Nanosystemen aus der Perspektive der Quantentechnologien diskutieren. Wir werden die theoretischen Modelle mit Beispielen aus der aktuellen Forschung und experimentellen Demonstrationen illustrieren.

Nach einer Einführung in die erforderlichen Grundlagen der Festkörpertheorie werden wir folgende Themen behandeln:

1. Traditionelle Quantenmaterialien: Einschließlich Quantenpunkte und Farbzentren

2. Moderne Entwicklungen von Quantenmaterialien: Mit Schwerpunkt auf 2D-Halbleitern

3. Optische Resonatoren: Einführung von dielektrischen und plasmonischen Resonatoren

4. Resonator-verstärkte Licht-Materie-Wechselwirkung: Einschließlich starker Kopplung und grundlegender Lasertheorie

5. Phononik: Die Entwicklung von Phonon-Seitenbanden, Optomechanik und Phonon-Polaritonen

Kurs im HIS-LSF

Semester: ST 2024