Aufbau zur Tieftemperatur-Quantenoptik
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das bedeutendste wissenschaftliche Ergebnis, an dem dieser Aufbau beteiligt war, ist die kontrollierte Erzeugung einzelner Plasmonen in einem Wellenleiter. Plasmonische Wellenleiter sind Nanostrukturen aus Edelmetallen, die Licht auf einer Querschnittsfläche leiten, die deutlich unterhalb der optischen Beugungsgrenze liegt. Zu diesem Zweck haben wir zwei parallele Drähte aus Gold hergestellt, deren Größe und Abstand etwa 100 Nanometer beträgt. Eine optische Antenne am Ende des Wellenleiters bewirkt die effiziente Auskopplung des Lichts im Wellenleiter. Für quantenoptische Experimente zum Beispiel zur Quantenkryptographie oder der Quanteninformationsverarbeitung ist es nun erforderlich sicherzustellen, dass zu einem Zeitpunkt genau ein Photon entlang des Wellenleiters läuft. Um dies zu erreichen haben wir einen Halbleiter-Quantenpunkt aus GaAs kontrolliert in den Wellenleiter eingebaut. Bei tiefen Temperaturen bildet der Quantenpunkt eine Einzel-Photonen-Quelle, d.h. er emittiert immer genau ein Photon. Uns ist es gelungen, diese Quelle mit sehr hoher Effizient an den Wellenleiter zu koppeln, so dass wir nun perspektivisch Quantenoptik mit plasmonischen Strukturen betreiben können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- On-Chip Single-Plasmon Nanocircuit Driven by a Self-Assembled Quantum Dot. Nano Letters, 17, 4291-4296 (2017)
Xiaofei Wu, Ping Jiang, Gary Razinskas, Yongheng Huo, Hongyi Zhang, Martin Kamp, Armando Rastelli, Oliver G. Schmidt, Bert Hecht, Klas Lindfors, Markus Lippitz
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b01284)
