Einfluß von Vielteilcheneffekten auf die kohärente Dynamik von Exzitonen in periodischen Vielfach-Quantum-Wells und Mikroresonatoren

• Applicant: Dr. Jürgen Kuhl
• Subject Area: Condensed Matter Physics
• Term: from 1995 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5228036

In derartigen Halbleitermikrostrukturen führt gleichzeitiges Ladungsträger- und Photon-Confinement zu einer starken Kopplung von 2D Exzitonen über resonante Photonmoden. Der Einfluß dieser zusätzlich zur Kopplung durch die Coulombfelder auftretenden, durch die quantisierten Photonenmoden induzierten Vielteilchenwechelwirkung auf die nichtlineare optische Suszeptibilität 3. Ordnung und die Dynamik der exzitonischen Kohärenz soll mit Hilfe zeitintegrierter und zeitaufgelöster entarteter Vierwellenmisch-Experimente sowie durch Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der linearen Reflexion mit Femtosekunden-Zeitauflösung analysiert werden. Als Proben sind Quantum Wells in Mikro-Cavities und Vielfach-Quantum Wells mit einem Periodenabstand von l/2 (l = Wellenlänge des Schwerloch-Exzitonenübergangs im untersuchten Material) vorgesehen, in denen Photon-Confinement durch einen Fabry-Perot Resonator bzw. durch verteilte Rückkopplung erreicht wird. Die Projektarbeiten sollen jetzt gegenüber dem ursprünglichen Antrag erweitert werden. Während bei allen bisherigen Experimenten die Proben resonant auf der Schwerloch-Exziton-Resonanz angeregt worden sind, sollen jetzt auch nichtresonante Anregungsprozesse, z.B. auf dem LeichtlochExziton oder über bandkantennahe Zustände benutzt und dabei geprüft werden, ob es zur Ausbildung kohärenten kollektiven Verhaltens im Ladungsträgersystem kommt. In diesem Zusammenhang ist insbesondere die Frage interessant, ob in den Quantum Well Braggstrukturen eine Besetzungsinversion und Laseremission erzeugt werden kann. Ferner sollen die gezielte externe Steuerung der kohärenten Polarisation durch phasen-gekoppelte Pulse (Coherent Dontrol) sowie der starken Exziton/Photon Kopplung auf die resonante Ramanstreuung in Vielfach-QuantumWell Strukturen in die zukünftigen Untersuchungen eingeschlossen werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 468: Quantenkohärenz in Halbleitern