Lehrstuhl Prof. Dr. T. Kuhn gemeinsam mit Prof. Dr. C. Falter und PD Dr. V. M. Axt
Dynamik von Einfangprozessen in niederdimensionale Zustände
Einfangprozesse in niederdimensionale Zustände spielen eine große Rolle in vielen modernen
Halbleiter-Nanostrukturen. So bestehen z.B. die meisten kommerziellen Halbleiterlaser aus Einfach- oder
Mehrfach-Quantenfilmstrukuren. Dabei werden die Ladungsträger über die Kontakte in
ausgedehnten dreidimensionalen Zuständen injiziert, während die aktive Schicht aus einem
zweidimensionalen Elektronen- bzw. Löchergas besteht. Die Ladugnsträger müssen
deshalb zunächst in diese zweidimensionalen Zustände eingefangen werden, bevor sie unter
Lichtemission rekombinieren können. Analoge Einfangprozesse treten in
Quantenfilm-Quantenpunkt-Strukturen und Quantendraht-Quantenpunkt-Strukturen auf. Im Projekt werden
Einfangprozesse speziell in letzterem System untersucht d.h. Übergänge aus ausgedehnten
eindimensionalen Zuständen eines Quantendrahts in lokalisierte, nulldimensionale Zustände eines
Quantenpunkts. Dabei zeigen sich auf kurzen Zeitskalen sehr interessante Quanteneffekte. So können
diese Einfangprozesse nicht, wie man es klassisch erwarten würde, durch Raten beschrieben werden, mit
denen bestimmte lokalisierte Zustände besetzt werden, sondern es bilden sich unter geeigneten
Bedingungen Quantenkohärenzen zwischen diesen Zuständen aus, die zu räumlichen
Oszillationen der Ladungsträger im Quantenpunkt führen. Diese Oszillationen können durch
geeignete Wahl der Anregungsbedingungen kontrolliert werden. Ferner zeigt das behandelte System
interessante Analogien zu quantenoptischen Phänomenen wie Rabi-Oszillationen.
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