FOR 1616:  Dynamik und Interaktion von Halbleiternanodrähten für die Optoelektronik

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Chemie ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186128001

Halbleiternanodrähte sind ideale Werkzeuge für die Untersuchung der fundamentalen Grenzen von eindimensionalen optoelektronischen und photonischen Bauelementen. In vielerlei Hinsicht bieten sie enorme Vorteile gegenüber ihren Volumen- oder Dünnschicht-Pendants. Bis heute standen allerdings nur die Nanodrähte selbst im Fokus der Forschung, weshalb wir heute eine sehr gute Kontrolle über deren Wachstum und Eigenschaften haben. Vereinzelt konnten aber auch bereits optoelektronische Prototyp-Bauelemente realisiert werden. Der nächste wesentliche Schritt ist die Integration von Nanodrähten in spezifische funktionelle Umgebungen, sodass ihre einzigartigen und überlegenen physikalischen Eigenschaften voll ausgeschöpft werden können. Die Forschergruppe widmet sich daher der Dynamik und den Wechselwirkungen von Halbleiternanodrähten für optoelektronische Bauelemente und untersucht die physikalischen und technologischen Aspekte der Wechselwirkungen zwischen den Halbleiternanodrähten und deren Umgebung. Wir stellen uns der Herausforderung, die Chancen zu ermitteln sowie die grundlegenden und praktischen Grenzen funktionalisierter Nanodrähte für die Realisierung von effizienten Bauelementen zu studieren. Die wissenschaftliche Arbeit bringt detaillierte Einblicke in die Kopplungsmechanismen von Nanodrähten mit ihrer Umwelt und hilft zukünftige Entwicklungen in diesem Bereich voranzutreiben. Themen, die innerhalb der Forschergruppe bearbeitet werden, umfassen die Untersuchung von Polaritonen infolge der starken Licht-Materie-Wechselwirkung in Nanodrahtresonatoren, die für effiziente mehrfarbige LEDs oder Nanolaser bei Raumtemperatur verwendet werden könnten. Kollektive Effekte innerhalb von Nanodrahtarrays können die Emissions- oder Absorptionsdynamik maßschneidern, damit die Leistung der künftigen nanodrahtbasierten optoelektronischen Bauelemente optimiert wird. Grundlagentheoretische Studien untersuchen die Bindungseigenschaften von funktionellen organischen Verbindungen auf Nanodrahtoberflächen sowie die optimale Geometrie für effiziente photonische Bauelemente. Schließlich wird die Forschergruppe einen breiten wissenschaftlichen Hintergrund erarbeiten, um ein klares Urteil über die Vor- und Nachteile der nanodrahtbasierten Optoelektronik gegenüber konventionellen Schicht- und Volumentechnologien zu treffen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Coordination project (Antragsteller Ronning, Carsten )
• Covalent organic modification and functionalization of eletrooptical nanowires (Antragsteller Waldvogel, Siegfried R. )
• Electrically pumped III/V nanowire light emitters (Antragsteller Prost, Werner )
• Group-III-nitride nanowires: electrical and optical properties in view of applications in solarcells (Antragstellerin Christiansen, Silke )
• Light-matter ineraction in optically doped nanowire LEDs and nano lasers (Antragsteller Ronning, Carsten )
• Modeling the Dynamics and Interaction of Photonic Nanowire Lasers (Antragsteller Peschel, Ulf )
• Quantum Gases and Liquids in Semiconductor Rods (Antragsteller Schmidt-Grund, Rüdiger )
• Single GaN Nanorod Light Emitters and their Interaction with their Environment (Antragsteller Waag, Andreas )
• Theoretical investigations of surface modifications and doping of semiconductor nanowire structures (Antragsteller Frauenheim, Thomas )
• Ultrafast dynamics of light-matter-coupling processes in functionalized semiconductor nanowire structrures (Antragsteller Gutowski, Jürgen ;  Voß, Tobias )

• Sprecher: Professor Dr. Carsten Ronning
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Marius Grundmann