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: Scientific writing and presenting in physics [114256]
    (zusammen mit Daniel Wigger)
    • [ | Fr., | | IG1 718]
  • Vorlesung: Solid State Quantum Emitters - Technology & Applications [114034]
    (zusammen mit Matthias Weiß, Tobias Heindel und Emeline Nysten)
    • [ | Mi., | | IG1 87]
  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [114033]
    (zusammen mit Matthias Weiß)
    • [ | Fr., | | IG1 87]
  • Vorlesung: Materialien für Quanten-Nanotechnologien und Nanoanalytische Methoden [114082]
    (zusammen mit Ursula Wurstbauer)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [114246]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Anika Schlenhoff, Thorsten Deilmann, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Jim Bachmann, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Daniel Wigger, Nikos Doltsinis, Rudolf Bratschitsch und Iris Niehues)
    • [ | Mi., | | IG1 718]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [114135]
    (zusammen mit Matthias Weiß, Robert Schmidt und Carsten Schuck)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [114032]
    • [ | Di., | ]
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [114031]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [114005]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Robert Schmidt, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
    • []
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [114004]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Robert Schmidt, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
    • []
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [114270]
    (zusammen mit Michael Rohlfing)
    • [ | Do., | | IG1 HS 2]

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

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

  • Vorlesung: Nanoacoustics and Nanophononics: sensing and manipulation at the nanoscale [118003]
    (zusammen mit Matthias Weiß und Emeline Nysten)
  • Vorlesung: 2D Materials [118056]
    (zusammen mit Ursula Wurstbauer)
  • Vorlesung: Physik der kondensierten Materie [118026]
    (zusammen mit Markus Donath)
  • Vorlesung: Scientific writing and presenting in physics [118011]
    (zusammen mit Daniel Wigger)
  • Seminar: Seminar zur Struktur der Materie: Festkörper-Nanosysteme [118009]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Harry Mönig, Emeline Nysten, Markus Donath, Carsten Schuck, Ursula Wurstbauer, Rudolf Bratschitsch und Heinrich Arlinghaus)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [118205]
    (zusammen mit Matthias Weiß, Robert Schmidt und Carsten Schuck)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [118272]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Anika Schlenhoff, Thorsten Deilmann, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Jim Bachmann, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Daniel Wigger, Nikos Doltsinis, Rudolf Bratschitsch und Iris Niehues)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [118002]
  • Übung: Übungen zur Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" [118027]
    (zusammen mit Matthias Weiß und Markus Donath)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [118001]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [118032]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [118029]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • 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 Maciej Bazarnik, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Thorsten Deilmann, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Jim Bachmann, Saeed Amirjalayer, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Daniel Wigger, Nikos Doltsinis, Rudolf Bratschitsch und Iris Niehues)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [116022]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [116138]
    (zusammen mit Matthias Weiß, Robert Schmidt und Carsten Schuck)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [116021]
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [116002]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [116006]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • 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 Matthias Weiß und Emeline Nysten)
  • Ringvorlesung: Topical Lecture Series: Solid-state nanosystems [114024]
    (zusammen mit Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Harry Mönig, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • Seminar: Seminar zur Struktur der Materie: Festkörper-Nanosysteme [114847]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Harry Mönig, Emeline Nysten, Markus Donath, Ursula Wurstbauer, Carsten Schuck, Rudolf Bratschitsch und Heinrich Arlinghaus)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [114845]
    (zusammen mit Alejandro Sánchez Postigo, Matthias Weiß, Robert Schmidt und Carsten Schuck)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [114018]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [114291]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Anika Schlenhoff, Thorsten Deilmann, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Saeed Amirjalayer, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Nikos Doltsinis und Rudolf Bratschitsch)
  • Übung: Übungen zur Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" [114007]
    (zusammen mit Markus Donath)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [114017]
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [114009]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [114012]
    (zusammen mit Maciej Bazarnik, Matthias Weiß, Anika Schlenhoff, Emeline Nysten, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • 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 Maciej Bazarnik, Anika Schlenhoff, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Saeed Amirjalayer, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Nikos Doltsinis und Rudolf Bratschitsch)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [112023]
    (zusammen mit Alejandro Sánchez Postigo, Matthias Weiß, Robert Schmidt und Carsten Schuck)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [112013]
  • 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: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [110021]
    (zusammen mit Alejandro Sánchez Postigo, Matthias Weiß, Robert Schmidt und Carsten Schuck)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [110272]
    (zusammen mit Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Saeed Amirjalayer, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Nikos Doltsinis und Rudolf Bratschitsch)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [110135]
  • 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 Lew Classen, Karol Kovarik und Stefan Linz)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [118021]
    (zusammen mit Matthias Weiß, Robert Schmidt, Ursula Wurstbauer und Carsten Schuck)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [118482]
    (zusammen mit Steffen Michaelis de Vasconcellos, Tilmann Kuhn, Markus Donath, Saeed Amirjalayer, Michael Rohlfing, Ursula Wurstbauer, Nikos Doltsinis und Rudolf Bratschitsch)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [118011]
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [118012]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [118004]
    (zusammen mit Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [118029]
    (zusammen mit Steffen Michaelis de Vasconcellos, Markus Donath, Ursula Wurstbauer und Rudolf Bratschitsch)

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

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