Licht-Materie Wechselwirkung mit zweidimensionalen Telluriden

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Schneider
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437524405

Im beantragten Vorhaben sollen die optischen Eigenschaften von Vielteilchenanregungen in atomar dünnen, halbleitenden MoTe2 und MoWTe2 Schichten untersucht werden. Ein besonderes Augenmerk liegt hiebei auf der Ausbildung, Streuung und Kondensation von Exziton-Polaritonen, die sich in Licht-Marie gekoppelten Monolagen-Mikroresonator-Systemen ausbilden. Das erste übergeordnete Ziel des Projektes besteht in der Untersuchung der optischen Eigenschaften von Vielteilechenanregungen in 2H-MoTe2 sowie 2H MoWTe2 Einzellagen mittels diverser spektroskopischer Methoden. Die optischen Eigenschaften der Proben werden systematisch optimiert mittels verschiedener Herstellungstechniken, unterschiedlicher Substrate, sowie Verkapselungsmethoden. Wir werden des Weiteren untersuchen, inwieweit die optischen Übergänge in ternären MoWTe2 Einzellagen, sowie in verspannungs- und dielektrisch maßgeschneiderten MoTe2 Einzellagen in den spektralen Telekommunikationsbereich um 1,3 µm abgestimmt werden können. Das zweite Ziel des Projektes liegt in der Implementierung einer Mo(W)Te2 -basierten Raumtemperatur-Plattform für polaritonische Bauteile im Nahinfraroten Spektralbereich. Während dielektrische Mikrokavitäten mit niedrigen Modenvolumina und hoher Finesse zur Integration von MoSe2 und WSe2 Einzellagen vor kurzem entwickelt wurden, soll im Laufe des Projektes die Technologie in den Telekommunikationsbereich ausgeweitet werden. Sobald starke Kopplung in den gekoppelten Monolagen-Kavitätsstrukturen beobachtet werden kann, werden die dynamische Relaxation, die Intrinsischen Nichtlinearitäten, sowie Effekte der Bosonischen Stimulation untersucht. MoTe2 –basierte Mikrokavitäten im Regime der starken Licht-Materie Kopplung stellen eine neue Klasse nichtlinearer, optoelektronischer Bauteile da. Die im Projekt vorgesehene Implementierung von Polariton-Lasern und Kondensaten im Spektral Bereich um 1300 nm wäre ein signifikanter Durchbruch für die Entwicklung von Nano- und Mikrolasern mit ultra-niedrigen Schwellen, basierend auf dem Prinzip der Bosonischen Kondensation.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Marcin Syperek