Erneuerung der elektronischen Steuerung einer Metallorganischen Gasphasenepitaxie und eines Reflexionssensors
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die neue Elektronik der metallorganischen Gasphasenepitaxie hat uns erstmalig in die Lage versetzt das Wachstum von GaInP/AlGaInP aktiven Zonen in unseren Halbleiterbauelementen anzupassen. Durch die nun viel genauere Steuerung der Massenflüsse ist es uns gelungen die AlGaInP Barrieren zwischen den GaInP Quantenfilmen, bzw. InP Quantenpunkten leicht zugverspannt im Bezug zu den druckverspannten Filmen und Punkten herzustellen. Diese führt zu einem zu einer verbesserten Kristallqualität und zum anderen zu einer deutlich höheren optischen Ausgangsleistung der Bauelemente. Unsere rot emittierenden oberflächenemittierenden Halbleiterscheibenlaser gehören nun weltweit zu den leistungsstärksten Bauteilen in diesem Wellenlängenbereich um 660 nm. Des Weiteren konnten wir sättigbare Halbleiterspiegel mit einer solchen Präzision herstellen, die es uns ermöglichte daraus gepulste Laser mit einer Pulsbreite von nur 250 fs aufzubauen. Auch im Bereich der Quantenpunktgrundlagenforschung haben uns die Upgrades einen entscheidenden Schritt weiter gebracht. Zum einen wurde im Rahmen einer Dissertation die untere Barriere, auf der die Quantenpunkte (QP) abgeschieden werden und die ausschlaggeben vor allem für die Abscheidung der Punkte auf definierten Positionen ist, untersucht. Hier kam auch der neu installierte Reflexionssensor zum Einsatz mit dem direkt während des Wachstums der Wechsel der Materialsysteme GaAs auf GaInP und die Beschaffenheit der Grenzfläche untersucht werden konnte. Ebenso konnten wir somit elektrisch betriebene InP-QP Einzelphotonenquellen mit einer Repetitionsrate von 2 GHz herstellen. Auch die erfolgreiche Weiterentwicklung von InAs Quantenpunkten war nur durch die beiden Neuinstallationen möglich. Im Wellenlängenbereich um die 910 nm ist es uns gelungen ununterscheidbare Photonen zu erzeugen und nachzuweisen. Weiterhin wurden die Halbleiterstrukturen derart verbessert, dass auch eine Einzelphotonenemission in der Nähe der Telekommunikationswellenlänge von 1,3 μm mit diesen Punkten möglich wurde. Neuere Entwicklungen zielen nun darauf hin diese Bauelementstrukturen zu erweitern, so dass die Emission von verschränkten Photonenpaaren bei dieser Wellenlänge erreicht werden kann.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Cascaded single-photon emission from the Mollow triplet
sidebands of a quantum dot. Nature Photonics, Vol. 6. 2012, pp. 238–242.
A. Ulhaq, S. Weiler, S. M. Ulrich, R. Roßbach, M. Jetter P. Michler
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Epitaxially Grown Indium Phosphide Quantum Dots on a Virtual Ge Substrate Realized on Si(001). Applied Physics Express, Vol. 5. 2012, Number 4, 042001.
M. Wiesner, M. Bommer, W.-M. Schulz, M. Etter, J. Werner, M. Oehme, J. Schulze, M. Jetter, P. Michler
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Optical investigations on single vertically coupled InP/GaInP quantum dot pairs. physica status solidi (b), Vol. 249. 2012, Issue 4, pp. 747–751.
Ch. A. Kessler, M. Reischle, R. Roßbach, E. Koroknay, M. Jetter, H. Schweizer, P. Michler
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Phonon-assisted incoherent excitation of a quantum dot and its emission properties. Physical Review B, Vol. 86. 2012, Issue 24, 241304(R).
S. Weiler, A. Ulhaq, C. Roy, S. Hughes, S. M. Ulrich, D. Richter, M. Jetter, P. Michler
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Quantum key distribution using quantum dot single-photon emitting diodes in the red and near infrared spectral range.
New Journal of Physics, Vol. 14. 2012, 083001.
T. Heindel, Ch. A Kessler, M. Rau, Ch. Schneider, M. Fürst, F. Hargart, W.-M. Schulz, M. Eichfelder, R. Roßbach, S. Nauerth, M. Lermer, H. Weier, M. Jetter, M. Kamp, S. Reitzenstein, S. Höfling, P. Michler, H. Weinfurter and A. Forchel
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Detuning-dependent Mollow triplet of a coherentlydriven single quantum dot. Optics Express, Vol. 21. 2013, Issue 4, pp. 4382-4395.
A. Ulhaq, S. Weiler, C. Roy, S. M. Ulrich, M. Jetter, S. Hughes, P. Michler
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Mode-locked red-emitting semiconductor disk laser with sub-250 fs pulses. Applied Physics Letters, Vol. 103. 2013, 242101.
R. Bek, H. Kahle, T. Schwarzbäck, M. Jetter, P. Michler
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Mollow quintuplets from coherently Excited quantum dots.
Optics Letters, Vol. 38. 2013, Issue 10, pp. 1691-1693.
Rong-Chun Ge, S. Weiler, A. Ulhaq, S. M. Ulrich, M. Jetter, P. Michler, S. Hughes
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Strain compensation techniques for red AlGaInP-VECSELs: Performance
comparison of epitaxial designs. Journal of Crystal Growth, Vol. 370. 2013, pp. 208-211.
T. Schwarzbäck, H. Kahle, M. Jetter, P. Michler
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Strong mode coupling in InP quantum dot-based GaInP microdisk cavity dimers. New Journal of Physics, Vol. 15. 2013, 013060.
M. Witzany, T.-L. Liu, J.-B. Shim, F. Hargart, E. Koroknay, W.-M. Schulz, M. Jetter, E. Hu, J. Wiersig, P. Michler
