Ultrakurzzeit-Piezospektroskopie zur Kontrolle elektronischer Anregungen in Halbleiternanostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Bayer
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 41202442

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ausgangspunkt des Projekts waren Vorarbeiten, in denen die Untersuchung von ultrakurzen Verspannungspulsen nicht mehr nur auf ihre phononischen Eigenschaften - wie seit Mitte der 80er Jahre verfolgt - beschränkt blieb. Vielmehr sollten diese Pulse gezielt genutzt werden, um Elementaranregungen in Kristallen zu modulieren. Der Schwerpunkt sollte dabei auf elektronischen Anregungen in Halbleitern liegen. Das Potential dieser Methodik, kurz ultraschnelle Akustik genannt, konnte in der Tat durch eine Reihe von Demonstrationen bestätigt und in internationalen Veröffentlichungen dokumentiert werden. Als Beispiele seien erwähnt: Die Bandlücke eines Halbleiters ließ sich um einige zehn meV modulieren, die Emission aus einem Mikroresonator in Energie und Intensität variieren sowie die Magnetisierung eines Kristalls zu einer kohärenten Präzession anregen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Chirping of an optical transition by an ultrafast acoustic soliton train in a semiconductor quantum well. Physical Review Letters 99, 057402 (2007)
  A.V. Scherbakov, P.J.S. van Capel, A.V. Akimov, J.I. Dijkhuis, D.R. Yakovlev, T. Berstermann, and M. Bayer
  
• Hypersonic modulation of light in three-dimensional photonic and phononic band gap materials. Physical Review Letters 101, 033902 (2008)
  A.V. Akimov, Y. Tanaka, A.B. Pevtsov, S.F. Kaplan, V.G. Golubev, S. Tamura, D.R. Yakovlev, and M. Bayer
  
• Ultrafast control of light emission from a quantum-well semiconductor microcavity using picosecond strain pulses. Physical Review B 78, 241302 (R) (2008)
  A.V. Scherbakov, T. Berstermann, A.V. Akimov, D.R. Yakovlev, G. Beaudoin, D. Bajoni, I. Sagnes, J. Bloch, and M. Bayer
  
• Terahertz polariton sidebands generated by ultrafast strain pulses in an optical semiconductor microcavity. Physical Review B 80, 075301 (2009
  T. Berstermann, A.V. Scherbakov, A.V. Akimov, D.R. Yakovlev, N.A. Gippius, B.A. Glavin, I. Sagnes, J. Bloch, and M. Bayer
  
• Coherent magnetization precession in ferromagnetic (Ga,Mn)As induced by picosecond acoustic pulses. Physical Review Letters 105, 117204 (2010)
  A.V. Scherbakov, A.S. Salasynuk, A.V. Akimov, X. Liu, M. Bombeck, C. Brüggemann, D.R. Yakovlev, V.F. Sapega, J.K. Furdyna, and M. Bayer
  
• Filtering of elastic waves by opal-based hypersonic crystal. Nano Letters 10, 1319 (2010)
  A.S. Salasyuk, A.V. Scherbakov, D.R. Yakovlev, A.V. Akimov, A.A. Kaplyanskii, S.F. Kaplan, S.A. Grudinkin, A.V. Nashchekin, A.B. Pevtsov, V.G. Golubev, T. Berstermann, C. Brüggemann, M. Bombeck, and M. Bayer