Ortsauflösendes Ramanspektrometer

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193368188

• Erstellungsjahr: 2016

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die hohe spektrale als auch räumliche Auflösung des Dreifach-Spektrometers beziehungsweise des dazugehörigen Mikroskops lassen sich zusammen mit dem schmalbandigen Dauerstrichlaser einerseits bestens für Ramanspektroskopie an kleinsten Strukturen einsetzten andererseits bietet das System beste Vorrausetzungen für die hochauflösende Spektroskopie an Quantenpunkten. Das Ramansystem wurde dazu eingesetzt Graphen-Nanobänder zu charakterisieren. Solche Graphen- Nanobänder (GNR) können ein wichtiger Bestandteil einer zukünftigen Graphen basierten Elektronik sein, da die GNRs eine skalierbare Bandlücke aufweisen sowie zig-zag Typ GNRs sogar topologisch geschützte Randkanäle ausbilden. Diese GNR können auf strukturierten Silizium-Carbid Facetten gezielt hergestellt werden. Mittels hochauflösender Ramanspektroskoskopie konnte die räumliche Anordnung identifiziert, sowie zwischen Einzel- und Mehrlagensignaturen unterschieden werden. Eine modifizierte Konfiguration des Systems wurde ferner sehr erfolgreich dazu genutzt, um mit der quantenoptischen Methode der optischen Spinrauschspektroskopie nahezu störungsfreie Messungen der Spindynamik an einzelnen Halbleiterquantenpunkten durchzuführen. Hierbei konnten über energetisch und räumlich hochauflösende und polarisationsabhängige Messungen gezielt geladene Quantenpunkte lokalisiert werden. Der Ladungsträgerspin in solchen Quantenpunkten gilt als ein sehr aussichtsreicher Kandidat zur Realisierung von Quantenbits, da dieses Spinsystem sehr lange Kohärenzzeiten aufweisen kann. Eine Einbettung der Quantenpunkte in einen Mikroresonator ermöglicht dabei zusätzlich eine optimale Ankopplung an das abfragende Lichtfeld. Mit dem schmalbandigen Dauerstrichlaser und der entsprechenden Frequenzverdopplung wurde die Methode der Spinrauschpektroskopie auch auf andere Material erweitert, wie etwa Zinkoxid und Cer eingebettet in eine YAG Matrix. Weiterhing wurde die hohe spektrale und räumliche Auflösung des Spektrometersystems zur Spektroskopie an selbstorganisierten Quantenpunkten auf vorstrukturierten Substraten im Rahmen einer Masterarbeit und in Zusammenarbeit mit der TU Clausthal verwendet.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Measurement of heavy-hole spin dephasing in (InGa)As quantum dots. Appl. Phys. Lett. 100, 3 (2012)
  R. Dahbashi, J. Hübner, F. Berski, J. Wiegand, X. Marie, K. Pierz, H. W. Schumacher, and M. Oestreich
  
• Spin Noise Spectroscopy: Hole Spin Dynamics in Semiconductor Quantum Dots, in Spintronics V. 12-16 August 2012, San Diego, California, edited by H.-J. M. Drouhin, J.-E. Wegrowe, and M. Razeghi (SPIE, Bellingham, Washington, 2012). ISBN: 978-0-8194-9178-7
  M. Oestreich, R. Dahbashi, F. Berski, and J. Hübner
  
• Spin noise spectroscopy of donor-bound electrons in ZnO, Phys. Rev. B 87, 4 (2013)
  H. Horn, A. Balocchi, X. Marie, A. Bakin, A. Waag, M. Oestreich, and J. Hübner
  
• Optical Spin Noise of a Single Hole Spin Localized in an (InGa)As Quantum Dot, Phys. Rev. Lett. 112, 15 (2014)
  R. Dahbashi, J. Hübner, F. Berski, K. Pierz, and M. Oestreich
  
• Growth and characterization of sidewall graphene nanoribbons, Appl. Phys. Lett. 106, 4 (2015)
  J. Baringhaus, J. Aprojanz, J. Wiegand, D. Laube, M. Halbauer, J. Hübner, M. Oestreich, and C. Tegenkamp