Mikroskopische Beschreibung des optischen Gewinns von Quantenpunkt-Lasern

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Jahnke
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 163851055

Halbleiterlaser sind die zentralen Elemente heutiger optischer Technologien. IhreWeiterentwicklung zeigt sich am deutlichsten bei den Fortschritten in der optischenDatenspeicherung auf CDs, DVDs und BDs und in der optischen Datenübertragung mitGlasfasern, die heute das Internet bestimmt. Alltägliche Anwendungen von Halbleiterlasernreichen von Laserdruckern bis zu Barcode-Lesegeräten. Im Moment werden Quantenpunkte alsdas aktive Material der nächsten Generation von Halbleiterlasern betrachtet. Quantenpunktesind Nanostrukturen mit einem dreidimensionalen Einschluss der Ladungsträger, die aktuellauch in der Grundlagenforschung ein großes Interesse hervorrufen. Hierbei ist die Frage,inwieweit Quantenpunkt-Laser signifikant bessere Emissionseigenschaften besitzen, als dieaktuellen Quantenfilm-Laser. Dazu müssen eine Reihe von Eigenschaften verglichen werden,die in zentraler Weise durch den optische Gewinn bestimmt werden. Dabei spielenwechselwirkungsinduzierte und materialspezifische Effekte eine wichtige Rolle. Physikalischbegründete Antworten sind in der Lage, direkt das Interesse und die Investitionen in dieseneuen technologischen Entwicklungen zu beeinflussen. Zur Untersuchung der Vorteile undPerspektiven von Quantenpunkt-Lasern soll erstmals eine atomistische Beschreibung derNanostrukturen mit einer Vielteilchenbeschreibung der optischen Eigenschaften desangeregten Systems kombiniert werden um ein neues Niveau der theoretischen Vorhersagenzu erreichen. Auf dieser Basis werden anregungsabhängige optische Eigenschaften der aktivenMaterialien und deren materialspezifische und physikalische Potenziale und Grenzenuntersucht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen