Tailored Light-Matter Coupling with Photonic Crystal Cavities in the Visible
Final Report Abstract
In diesem Projekt wurde erstmals die gezielte Kopplung einzelner und mehrerer verschiedener Nanoemitter an Photonische Kristallstrukturen realisiert. Im Zuge der Arbeiten entstand eine Fülle von Publikationen und Abschlussarbeiten. Ein Patentantrag wurde eingereicht. Zusätzlich haben sich mehrere Nachfolgeprojekte aus den in diesem Vorhaben entwickelten Verfahren entwickelt. Als zwei solche Verfahren sind zu nennen: 1) Design und Herstellung Photonischer Kristall-Strukturen für den sichtbaren Wellenlängenbereich; 2) Nanomanipulation von einzelnen Emittern mit Rasterkraftsonden. Abschließend seien noch einige Highlights aufgeführt: • Herstellung von Photonischen Kristall-Resonatoren im sichtbaren Spektralbereich. Eine ganze Zeit lang waren die erzielten Gütefaktoren die weltweit besten. • Entwicklung der Prozesstechnologie für GaP Membranstrukturen. • Erstmalige „on-demand“-Ankopplung eines Einzelphotonemitters an einen Photonischen Kristall-Resonator. • Erstmalige plasmonische Verstärkung von Einzelphotonemission in einem Hybridsystem aus mehreren verschiedenen Nanopartikeln. • Etablierung des Forschungsgebietes Hybride Modellsysteme für die Quantenoptik (Nature Review Artikel). • Adlershofer Dissertationspreis für die Abschlussarbeit von Michael Barth.
Publications
- Emission properties of high-Q silicon nitride photonic crystal heterostructure cavities. Appl. Phys. Lett. 93, 021112 (2008)
M. Barth, N. Nüsse, J. Stingl, B. Löchel, and O. Benson
- A hybrid approach towards nanophotonic devices with enhanced functionality. Phys. Status Solidi B 246, 298–301 (2009)
M. Barth, J. Stingl, J. Kouba, N. Nüsse, B. Löchel, and O. Benson
- Controlled coupling of a single-diamond nanocrystal to a photonic crystal cavity. Opt. Lett. 34, 1108–1110 (2009)
M. Barth, N. Nüsse, B. Löchel, and O. Benson
- Plasmon-enhanced single photon emission from a nanoassembled metal-diamond hybrid structure at room temperature. Nano Lett. 9, 1694–1698 (2009)
S. Schietinger, M. Barth, T. Aichele, and O. Benson
- Controlled coupling of NV defect centers to plasmonic and photonic Nanostructures, Journal of Luminescence 130, 1628–1634 (2010)
Michael Barth, Stefan Schietinger, Tim Schröder, Nils Nüsse, Bernd Löchel, Thomas Aichele, Oliver Benson
- Enhancement of the zero phonon line emission from a single nitrogen vacancy center in a nanodiamond via coupling to a photonic crystal cavity, Applied Physics Letters 97, 141108 (2010)
J. Wolters, A.W. Schell, G. Kewes, N. Nüsse, M. Schoengen, H. Döscher, T. Hannappel, B. Löchel, M. Barth, and O. Benson
- Nanoassembled plasmonic-photonic hybrid cavity for tailored light-matter coupling. Nano Lett. 10, 891 (2010)
M. Barth, S. Schietinger, S. Fischer, J. Becker, C. Sönnichsen, N. Nüsse, B. Löchel, T. Aichele, and O. Benson
- Assembly of hybrid photonic architectures from nanophotonic constituents, Nature 480, 193-199 (2011)
O. Benson
- Coupling of single nitrogen-vacancy defect centers in diamond nanocrystals to optical antennas and photonic crystal cavities, Phys. Status Solidi B 249, 918-924 (2012)
J. Wolters, G. Kewes, A. W. Schell, N. Nüsse, M. Schoengen, B. Löchel, T. Hanke, R. Bratschitsch, A. Leitenstorfer, T. Aichele, and O. Benson
