Quantum Optics with solid-state Quantum Emitters

From fundamental physical properties to applications

Learnweb link: https://www.uni-muenster.de/LearnWeb/learnweb2/course/view.php?id=87183

Lecturers: Dr. Matthias Weiß, Prof. Dr. Hubert Krenner 

Overview:

Solid-state quantum emitters – often referred to as artificial atoms – are building blocks for emergent photonic quantum technologies. Over recent years, these systems have emerged as a high quality and bright sources of single and indistinguishable photons, properties which make them ideally suited for photonic quantum technologies.

This lecture aims to give a comprehensive overview on the most important types of quantum emitters, semiconductor quantum dots and defect center, their fundamental photophysical and quantum optical properties, and their integration into quantum circuits and devices.

The class covers to main areas:

Basic properties and fabrication of quantum dots and defect quantum emitters

Quantum optical properties of quantum emitters (single photon emission, indistinguishable photons)

Light-matter interaction (Rabi oscillations, dressed states, coherent control)

Device integration of quantum emitters

Coordinates

Wednesday 16:15h – 17:45h in Seminar room 87 – IG1 (2SWS)

The class is part of Master Physics / Master Physik program

Physical Specialization (Physikalische Vertiefung):

  • Quantum- and Nanotechnologies
  • Physics of Solid State Nanosystems / Physics of Low-Dimensional Solids

Elective Studies in Physics (Physikalische Wahlstudien)

Requirements and other information:

Solid state physics, quantum mechanics, optics

All classes will be given in English in a full presence format.

 

Seminars and lab courses

Our group supervises talks in several seminars and lab courses (Praktika) at the Bachelor and Master levels. Further details can be found at the respective Learnweb pages.

 

 

Lehre

 

  • Vorlesung: Quantum Optics with solid-state Quantum Emitters [112038]
    (zusammen mit Emeline Nysten und Matthias Weiß)
    • [ | Mi., | | IG1 87]
  • Vorlesung: 2D Materials [112002]
    (zusammen mit und Ursula Wurstbauer)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Vorlesung: Physik der kondensierten Materie [112031]
    (zusammen mit Anika Schlenhoff)
    • [ | Mi., | | IG1 HS 2]
    • [ | Fr., | | IG1 HS 2]
  • Blockseminar: Scientific writing and presenting in physics [112320]
    (zusammen mit Daniel Wigger)
    • [ | | | IG1 718]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [112205]
    (zusammen mit , Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [112029]
    • [ | Di., | ]
  • Seminar: Seminar zur Struktur der Materie: Festkörper-Nanosysteme [112037]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Iris Niehues, Emeline Nysten, Harry Mönig, Carsten Schuck, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
    • [ | Di., | | IG1 HS 3]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [112308]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Iris Niehues, , Nikos Doltsinis, Jim Bachmann, Tilmann Kuhn, Maciej Bazarnik, Markus Donath, Anika Schlenhoff, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Daniel Wigger, Michael Rohlfing, , Ursula Wurstbauer und Thorsten Deilmann)
    • [ | Mi., | | IG1 718]
  • Übung: Übungen zur Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" [112032]
    (zusammen mit Anika Schlenhoff und Matthias Weiß)
    • [ | Mi., | | IG1 87]
    • [ | Do., | | IG1 87]
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [112028]
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [112079]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
    • []
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [112075]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
    • []
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [112030]
    (zusammen mit Michael Rohlfing)
    • [ | Do., | | IG1 HS 2]

  • Vorlesung: Scientific writing and presenting in physics [110009]
    (zusammen mit Daniel Wigger)
  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [110010]
    (zusammen mit Matthias Weiß)
  • Vorlesung: Materialien für Quanten-Nanotechnologien und Nanoanalytische Methoden [110095]
    (zusammen mit Ursula Wurstbauer)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [110136]
    (zusammen mit Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [110005]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [110231]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Iris Niehues, , Nikos Doltsinis, Jim Bachmann, Tilmann Kuhn, Maciej Bazarnik, Markus Donath, Anika Schlenhoff, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Daniel Wigger, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer und Thorsten Deilmann)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [110004]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [110114]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [110110]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [110003]
    (zusammen mit Anna Kulesza)

  • Vorlesung: Physik der kondensierten Materie [118026]
    (zusammen mit Markus Donath)
  • Vorlesung: 2D Materials [118056]
    (zusammen mit Ursula Wurstbauer)
  • Vorlesung: Nanoacoustics and Nanophononics: sensing and manipulation at the nanoscale [118003]
    (zusammen mit Emeline Nysten und Matthias Weiß)
  • Vorlesung: Scientific writing and presenting in physics [118011]
    (zusammen mit Daniel Wigger)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [118205]
    (zusammen mit Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [118002]
  • Seminar: Seminar zur Struktur der Materie: Festkörper-Nanosysteme [118009]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Harry Mönig, Carsten Schuck, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath, Anika Schlenhoff und Heinrich Arlinghaus)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [118272]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Iris Niehues, , Nikos Doltsinis, Jim Bachmann, Tilmann Kuhn, Maciej Bazarnik, Markus Donath, Anika Schlenhoff, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Daniel Wigger, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer und Thorsten Deilmann)
  • Übung: Übungen zur Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" [118027]
    (zusammen mit Markus Donath und Matthias Weiß)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [118001]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [118032]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [118029]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [118000]
    (zusammen mit Anna Kulesza)
  • Alle: Workshop OPON 2025 [118271]
    (zusammen mit Tilmann Kuhn)

  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [116023]
    (zusammen mit Matthias Weiß)
  • Vorlesung: Materialien für Quanten-Nanotechnologien und Nanoanalytische Methoden [116117]
    (zusammen mit Ursula Wurstbauer)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [116232]
    (zusammen mit , Emeline Nysten, Nikos Doltsinis, Jim Bachmann, Tilmann Kuhn, Maciej Bazarnik, Markus Donath, Anika Schlenhoff, Saeed Amirjalayer, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Daniel Wigger, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Thorsten Deilmann, Rudolf Bratschitsch und Iris Niehues)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [116138]
    (zusammen mit Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [116022]
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [116021]
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [116002]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [116006]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Matthias Weiß, Maciej Bazarnik, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [116019]
    (zusammen mit Anika Schlenhoff)

  • Vorlesung: 2D Materials [114004]
    (zusammen mit Ursula Wurstbauer)
  • Vorlesung: Nanoacoustics and Nanophononics: sensing and manipulation at the nanoscale [114023]
    (zusammen mit Emeline Nysten und Matthias Weiß)
  • Ringvorlesung: Topical Lecture Series: Solid-state nanosystems [114024]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Harry Mönig, Matthias Weiß, Ursula Wurstbauer, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [114291]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Nikos Doltsinis, Tilmann Kuhn, Ursula Wurstbauer, Maciej Bazarnik, Thorsten Deilmann, Markus Donath, Anika Schlenhoff, Saeed Amirjalayer, Steffen Michaelis de Vasconcellos und Michael Rohlfing)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [114845]
    (zusammen mit Alejandro Sánchez Postigo, Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [114018]
  • Seminar: Seminar zur Struktur der Materie: Festkörper-Nanosysteme [114847]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Harry Mönig, Carsten Schuck, Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Ursula Wurstbauer, Markus Donath, Anika Schlenhoff und Heinrich Arlinghaus)
  • Übung: Übungen zur Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" [114007]
    (zusammen mit Markus Donath)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [114017]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [114012]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [114009]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Ursula Wurstbauer, Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Markus Donath und Anika Schlenhoff)
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [114016]
    (zusammen mit Anika Schlenhoff)

  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [112017]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [112225]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Nikos Doltsinis, Tilmann Kuhn, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Maciej Bazarnik, Markus Donath, Anika Schlenhoff, Steffen Michaelis de Vasconcellos und Saeed Amirjalayer)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [112013]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [112023]
    (zusammen mit Alejandro Sánchez Postigo, Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [112012]
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [112224]

  • Vorlesung: Physik III: Wellen und Quanten [110624]
    (zusammen mit Stefan Linz)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [110135]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [110272]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Saeed Amirjalayer, Nikos Doltsinis, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer und Markus Donath)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [110021]
    (zusammen mit Alejandro Sánchez Postigo, Carsten Schuck, Robert Schmidt und Matthias Weiß)
  • Übung: Übungen zu Physik III [110625]
    (zusammen mit Stefan Linz)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [110134]

  • Vorlesung: Physik II: Thermodynamik und Elektromagnetismus [118643]
    (zusammen mit Stefan Linz, Lew Classen und Karol Kovarik)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [118011]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [118482]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Saeed Amirjalayer, Nikos Doltsinis, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer und Markus Donath)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [118021]
    (zusammen mit Carsten Schuck, Robert Schmidt, Matthias Weiß und Ursula Wurstbauer)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [118012]
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [118029]
    (zusammen mit Markus Donath, Rudolf Bratschitsch, Steffen Michaelis de Vasconcellos und Ursula Wurstbauer)
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [118004]
    (zusammen mit Markus Donath, Rudolf Bratschitsch, Steffen Michaelis de Vasconcellos und Ursula Wurstbauer)

  • Vorlesung: Physik I: Dynamik der Teilchen und Teilchensysteme [116419]
    (zusammen mit Stefan Linz, Lew Classen und Karol Kovarik)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [116114]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Nikos Doltsinis, Tilmann Kuhn, Michael Rohlfing, Helmut Kohl, Peter Krüger, Doris Reiter, Ursula Wurstbauer, Markus Donath und Steffen Michaelis de Vasconcellos)

  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [114104]
    (zusammen mit Rudolf Bratschitsch, Nikos Doltsinis, Tilmann Kuhn, Michael Rohlfing, Helmut Kohl, Peter Krüger, Doris Reiter, Ursula Wurstbauer, Markus Donath und Steffen Michaelis de Vasconcellos)