Wenn Licht mit Materie wechselwirkt, kann die Effizienz der Wechselwirkung stark von der Polarisation des Licht abhängen. Diese Abhängigkeit ist bekannt als Dichroismus. Betrachtet man nun Licht mit Drehmoment kann es auch hier eine starke Abhängigkeit der optischen Antwort auf den Drehmoment geben, also einen Drehmoment-induzierten Dichrosimus. In der Veröffentlichungen definieren wir den Drehmoment-induzierten Dichroismus und diskutieren sein Auftreten am Beispiel von gestapelten Nanostäbchen.

Die Arbeit ist in Kollaboration mit Jamie Fitzgerald und Ortwin Hess vom Imperial College London mit Sang Soon Oh von der Univervität Cardiff entstanden.

Sind in einem Quantensystem die Zustände thermisch besetzt, haben Zustände mit höherer Energie eine geringere Besetzung als Zustände mit niedrigerer Energie. Der umgekehrte Fall wird als Inversion bezeichnet und ist die Grundlage z. B. für Lasing. Nun stellt sich die Frage, ob man durch einen Temperaturgradient auch eine Inversion erzeugen kann. Wir präsentieren ein System, in dem durch zwei Energiefilter eine Inversion in einem mittleren Quantensystem erzeugt wird. Diese Inversion kann genutzt werden, um einen Phonon-Laser zu betreiben.

Die Arbeit ist in Zusammenarbeit mit Pawel Karwat von der Wroclaw University of Science and Technology, Polen, und Ortwin Hess vom Imperial College London entstanden.

Wenn ein Golfball, der sich auf dem Gras bewegt, auf das Loch trifft, kann er dort hineinfallen. Ganz ähnlich können Elektronen, wenn sie auf ein lokalisiertes Potential mit gebundenen Zuständen treffen, dort hineinstreuen. Der Einfang der Elektronen hängt dabei nicht nur von den Energieauswahlregeln ab, sondern auch von der räumlichen Konfiguration. In dem Paper zeigen wir am Beispiel eines Quantenpunkts in einem TMDC Monolage, die man durch räumliche Kontrolle den Einfang beeinflussen kann

Herzlichen Glückwunsch an Kevin Jürgens, der seine Masterarbeit abgeschlossen hat. Kevin hat in seiner Arbeit Quantenpunkte, die in Kavitäten eingeschlossen sind, untersucht. Dabei hat er sowohl die Dynamik in dem Quantenpunkt untersucht als auch das elektrische Feld über die Maxwell-Gleichungen beschrieben. Zusätzlich hat er den Einfluss der Phononen studiert. Kevin konnte zeigen, wie das Wechselspiel von Kavitätsmode und Quantenpunkt zu einer spannenden Dynamik führt. Nun wird Kevin seine Forschung in der AG Kuhn im Rahmen seiner Promotion fortsetzen und wir wünschen ihm dafür alles Gute!

In Nanopartikeln führt der Einschluss der Ladungsträger zu einer Quantisierung der Energien. Ebenso kann man bei Nanopartikel klassische Effekte wie Plasmon-Resonanzen beobachten. In der Veröffentlichung wird ein System mit einigen wenigen Elektronen untersucht und die Entstehung des Plasmons diskutiert. Wir diskutieren die Dynamik, die durch eine optische Anregung induziert wird, und die Rolle der Coulomb-Wechselwirkung, welche zu einem Mischen der Zustände führt und die Dynamik stark beeinflusst.

Die Rechnungen zu dieser Publikation wurden von Alexandra Crai aus der AG Hess vom Imperial College London durchgeführt.

Zusätzlich zu der Polarisation kann Licht einen Bahndrehimpuls haben, was sich in einer helikalen Wellenfront darstellt. In der Strahlmitte besitzt gedrehtes Licht einen Vortex. Wechselwirkt gedrehtes Licht mit Materie, treten unübliche Effekte hervor. Eine Archimedische Spirale besitzt auch eine Art Helizität. Daher kann mit einer Mikrometer großen Spirale ein Vortex erzeugt werden. Betrachtet man eine Nanometer große Spirale, führt die Anregung mit gedrehtem Licht zu unüblichen Resonanzen mit spannender Abstrahl-Charakteristik. In der Veröffentlichung werden die spannenden Effekte, die durch die spezielle Geometrie der archimedischen Spirale erzeugt werden, diskutiert.

Die Arbeit ist aus dem Besuch von Jamie Fitzgerald aus der Gruppe von Vincenzo Giannini vom Imperial College London hervorgegangen und entstand in Zusammenarbeit mit Sang Soon Oh aus Cardiff.

Herzlichen Glückwunsch an Thomas Bracht zum Abschluss seiner Bachelorarbeit. In der Arbeit hat Thomas sich mit der optischen Anregung von Volumenhalbleitern beschäftigt. Er konnte zeigen, dass auch für Volumenhalbleiter eine Anregung mit frequenzmodulierten Pulsen zu einer robusten Besetzung der elektronischen Zustände führt. Dabei hat sich Thomas auch intensiv mit dem Einfluss der Coulomb-Wechselwirkung auseinandergesetzt und die Anregung von Exzitonen untersucht. Thomas fängt im nächsten Semester sein Masterstudium an und wir wünschen ihm dafür alles Gute!

Im Sommer finden viele Konferenzen statt, auf denen wir unsere Ergebnisse präsentieren und über Physik diskutieren: Doris war auf der Quantum Dot Conference in Toronto, Kanada; Jan auf der Enrico-Fermi Summer School über Nanoscale Qauntum Optics in Varenna, Italien, und Frank auf der International Conference on the Physics of Semiconductors in Montpellier, Frankreich.

Es geht weiter mit einem Workshop in Dresden über Single Nanostructures, Nanomaterials, Aerogels and their Interactions. Richard besucht eine Summer School über Manipulating Light and Matter at the Nanoscale in Miraflores de la Sierra, Spanien, und Doris Reiter ist noch auf der NOEKS in Berlin.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat unseren Antrag über die Simulation der optisch induzierten und räumlich aufgelösten Ladungsträgerdynamik in zweidimensionalen Halbleitern genehmigt. In dem Projekt planen wir die räumlich aufgelöste Ladungsträgerdynamik in zweidimensionalen Halbleitern auf ultrakurzen Zeit- und Längenskalen zu untersuchen. Mit Hilfe einer quantenmechanischen Beschreibung wollen wir verschiedene Wechselwirkungen wie die Coulomb- oder die Elektron-Phonon-Wechselwirkung betrachten und die zugehörigen optischen Signale beschreiben. Wir freuen uns sehr auf das Projekt, welches für die nächsten 3 Jahre läuft.

Herzlichen Glückwunsch an Jan Olthaus, der sein Masterstudium erfolgreich abgeschlossen hat. In seiner Masterarbeit hat er sich mit der Simulation von Wellenleitern beschäftigt, welche eine wichtige Rolle in der Quantentechnologies spielen könnten. Insbesondere hat er untersucht, wie man am besten einen Emitter positionieren muss, damit er in den Wellenleiter emittiert. Dabei hat Jan verschiedene Strukturen optimiert. Während der Masterarbeit hat Jan eng mit der AG Schuck zusammengearbeitet, die solche Strukturen fabrizieren. Jan wird seine Arbeiten nun im Rahmen seiner Promotion fortsetzen.

In einem Quantenpunkt können Exzitonen (Elektron-Loch-Paare) optisch angeregt werden. Ist noch ein zusätzliches Elektron (oder Loch) vorhanden, spricht man von einem geladenen Exziton oder Trion. Neben dem viel beachteten Grundzustands-Exziton spielen mittlerweile auch angeregte Exzitonen eine wichtige Rolle. Bei dieses Exzitonen mischen Coulomb-Effekte verschiedene Zustände, so dass komplexe Spektren entstehen. In dieser Publikation haben wir untersucht, wie die Coulomb-Wechselwirkung in Abhängigkeit der Ladung und Geometrie des Quantenpunkts die Spektren, insbesondere für angeregte Exzitonen, beeinflusst.

Letzte Woche haben wir den 5th International Workshop on the Optical Properties of Nanostructures (OPON 2018) in Münster veranstaltet. Ungefähr 100 Teilnehmer/innen aus dem In- und Ausland hörten spannende Vorträge und hatten interessante Diskussionen. Bei der Postersitzung konnte man sich ebenfalls über die neusten Ergebnisse austauschen. Der wissenschaftliche Teil wurde durch ein Konferenz-Dinner ergänzt. Wir bedanken uns bei allen für das hervorragende Gelingen der Tagung und freuen uns auf die nächste OPON.

Wenn man in einem Halbleiter-Quantenpunkt Ladungsträger in einen höheren Zustand anregt, folgt eine ultraschnelle Relaxation in niedrigere Zustände. Dieser Prozess ist sehr von den Details der teilnehmenden Zustände und den verfügbaren Relaxationspfade anhängig, was wir in dieser gemeinsamen experimentellen und theoretischen Arbeit zeigen konnten. Die niedrigeren Zustände können genutzt werden, um einzelne Photonen zu erzeugen oder um einen Einzel-Photonen-Verstärker zu entwickeln.

Die Arbeit entstand gemeinsam mit der AG Leitenstorfer von der Universität Konstanz. Mehr Infos in der Publikation ...

Magnus Molitor hat im letzten Jahr seine Masterarbeit abgeschlossen. In seiner Arbeit beschäftigte er sich mit Vier-Wellen-Misch-Signalen von Quantenpunkten, die mit einem einzelnen magnetischen Atom dotiert waren. Durch die Austauschwechselwirkung entstehen komplexe Spektren, die Magnus berechnet und analysiert hat. Des Weiteren hat er sich mit dem Einfluss von Phononen auf die Spektren beschäftigt. Mit der Arbeit hat Magnus sein Master Studium abgeschlossen und plant auch seine Promotion in der Festkörpertheorie zu machen. Wir gratulieren Magnus und wünschen ihm alles Gute.