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 Dr. Emeline Nysten und Dr. Matthias Weiß)
    • [ | Mi., | | IG1 87]
  • Vorlesung: 2D Materials [112002]
    (zusammen mit Dr. Aleksandra Lopion und Prof. Dr. Ursula Wurstbauer)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Vorlesung: Physik der kondensierten Materie [112031]
    (zusammen mit Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
    • [ | Mi., | | IG1 HS 2]
    • [ | Fr., | | IG1 HS 2]
  • Blockseminar: Scientific writing and presenting in physics [112320]
    (zusammen mit Dr. Daniel Wigger)
    • [ | | | IG1 718]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [112205]
    (zusammen mit Prof. Dr. Tobias Heindel, Prof. Dr. Carsten Schuck, Dr. Robert Schmidt und Dr. 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 Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Priv.-Doz. Harry Mönig, Prof. Dr. Carsten Schuck, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
    • [ | Di., | | IG1 HS 3]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [112308]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Jun.-Prof. Iris Niehues, Daniel Groll, Prof. Dr. Nikos Doltsinis, Dr. Jim Bachmann, Prof. Dr. Tilmann Kuhn, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath, Prof. Dr. Anika Schlenhoff, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Dr. Daniel Wigger, Prof. Dr. Michael Rohlfing, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer und Priv.-Doz. Thorsten Deilmann)
    • [ | Mi., | | IG1 718]
  • Übung: Übungen zur Vorlesung "Physik der kondensierten Materie" [112032]
    (zusammen mit Prof. Dr. Anika Schlenhoff und Dr. 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 Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
    • []
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [112075]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
    • []
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [112030]
    (zusammen mit Prof. Dr. Michael Rohlfing)
    • [ | Do., | | IG1 HS 2]

  • Vorlesung: Scientific writing and presenting in physics [110009]
    (zusammen mit Dr. Daniel Wigger)
    • [ | Fr., | | IG1 718]
  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [110010]
    (zusammen mit Dr. Matthias Weiß)
    • [ | Fr., | | IG1 87]
  • Vorlesung: Materialien für Quanten-Nanotechnologien und Nanoanalytische Methoden [110095]
    (zusammen mit Prof. Dr. Ursula Wurstbauer)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [110136]
    (zusammen mit Prof. Dr. Carsten Schuck, Dr. Robert Schmidt und Dr. Matthias Weiß)
    • [ | Di., | | IG1 87]
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [110005]
    • [ | Di., | ]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [110231]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Jun.-Prof. Iris Niehues, Daniel Groll, Prof. Dr. Nikos Doltsinis, Dr. Jim Bachmann, Prof. Dr. Tilmann Kuhn, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath, Prof. Dr. Anika Schlenhoff, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Dr. Daniel Wigger, Prof. Dr. Michael Rohlfing, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer und Priv.-Doz. Thorsten Deilmann)
    • [ | Mi., | | IG1 718]
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [110004]
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [110114]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
    • []
  • Praktische Übung: Experimentelle Übungen im Forschungsbereich Physik von Festkörper-Nanosystemen [110110]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
    • []
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [110003]
    (zusammen mit Prof. Dr. Anna Kulesza)
    • [ | Do., | | IG1 HS 2]

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

  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [116023]
    (zusammen mit Dr. Matthias Weiß)
  • Vorlesung: Materialien für Quanten-Nanotechnologien und Nanoanalytische Methoden [116117]
    (zusammen mit Prof. Dr. Ursula Wurstbauer)
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [116232]
    (zusammen mit Daniel Groll, Dr. Emeline Nysten, Prof. Dr. Nikos Doltsinis, Dr. Jim Bachmann, Prof. Dr. Tilmann Kuhn, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath, Prof. Dr. Anika Schlenhoff, Priv.-Doz. Saeed Amirjalayer, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Dr. Daniel Wigger, Prof. Dr. Michael Rohlfing, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Priv.-Doz. Thorsten Deilmann, Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch und Jun.-Prof. Iris Niehues)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [116138]
    (zusammen mit Prof. Dr. Carsten Schuck, Dr. Robert Schmidt und Dr. 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 Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
  • Praktische Übung: Praktikum zur Festkörperspektroskopie [116006]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Dr. Emeline Nysten, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Matthias Weiß, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath und Prof. Dr. Anika Schlenhoff)
  • Kolloquium: Allgemeines Physikalisches Kolloquium [116019]
    (zusammen mit Prof. Dr. Anika Schlenhoff)

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

  • Vorlesung: Emergente Halbleiterbauelemente [112017]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [112225]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Prof. Dr. Nikos Doltsinis, Prof. Dr. Tilmann Kuhn, Prof. Dr. Michael Rohlfing, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer, Dr. Maciej Bazarnik, Prof. Dr. Markus Donath, Prof. Dr. Anika Schlenhoff, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos und Priv.-Doz. Saeed Amirjalayer)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [112013]
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [112023]
    (zusammen mit Dr. Alejandro Sánchez Postigo, Prof. Dr. Carsten Schuck, Dr. Robert Schmidt und Dr. 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 Prof. Dr. Stefan Linz)
  • Seminar: Forschungsseminar: Current Topics on Hybrid Nanosystems [110135]
  • Seminar: Integriertes Seminar zu aktuellen Problemen der Physik von Festkörper-Nanosystemen [110272]
    (zusammen mit Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, Priv.-Doz. Saeed Amirjalayer, Prof. Dr. Nikos Doltsinis, Dr. Steffen Michaelis de Vasconcellos, Prof. Dr. Tilmann Kuhn, Prof. Dr. Michael Rohlfing, Prof. Dr. Ursula Wurstbauer und Prof. Dr. Markus Donath)
  • Seminar: Seminar: Quantentechnologien: Grundlagen und Anwendungen [110021]
    (zusammen mit Dr. Alejandro Sánchez Postigo, Prof. Dr. Carsten Schuck, Dr. Robert Schmidt und Dr. Matthias Weiß)
  • Übung: Übungen zu Physik III [110625]
    (zusammen mit Prof. Dr. Stefan Linz)
  • Anleitung zum wissenschaftlichen Arbeiten: Forschung an hybriden Nanosystemen [110134]

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

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

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