II/VI Halbleiter Spin-Qubits und Einzelphotonenquellen

Der Schwerpunkt dieses Arbeitsgebietes ist die Herstellung von nieder-dimensionalen Quantensystemen auf der Basis von Gruppe II/VI Verbindungs-Halbleitern. Dazu gehören neben einzelnen Störstellen in Quantentrögen auch chemisch synthetisierte kolloidale Nanokristalle sowie epitaktisch gewachsene Stranski-Krastanow Quantenpunkte.

Die oben genannten Quantensysteme werden in designierte Mikro- und Nano-Resonatorstrukturen eingeschlossen.. Zu diesen gehören Mikrodisks, Photonische Kristalle, freistehende Wellenleiter und vertikal emittierende Nano-säulen. Die einzigartige Kombination dieser Resonatoren mit den Quanten-systemen ermöglicht die Realisation von Einzelphotonenquellen, optisch kontrollierten Elektron- und Kern-Spin-Qubits oder Lasern mit niedriger Schwellcharakteristik, die als funktionale Elemente in festkörper-basierten Quantennetzwerken Anwendung finden. Das Hauptziel ist der Transfer derartiger Bauelemente in eine komplexe integrierte Chipstruktur, um die Skalierfähigkeit hinsichtlich realer Quantennetzwerke zu ermöglichen.
Insbesondere beinhaltet dies die integriert-optische Vernetzung von stationären Elektronen- und Kern-Spin-Qubits durch den Austausch von einzelnen Photonen über geeignete Wellenleiterstrukturen. Die Quanten-Phänomene der photonischen Bauelemente werden mit verschiedensten optischen Methoden, wie z.B. hochauflösende Mikro-Photolumineszenz-, Magneto- und Korrelations-Spektroskopie sowie Kerr- und Faraday-Rotations-Messungen untersucht.

Verbindung eines atomaren Systems über Nanostrukturen und Mikrokavitäten an eine makroskopische integrierte optische Schaltkreisschnittstelle .