Theorie der optischen Tieftemperatur-Antwort von Halbleiter-Intersubbandsystemen: Korrelierter Grundzustand und Elektron-Elektron Anziehungskräfte

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Knorr
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 56235839

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im Verlauf des Projektes wurden in den Untersuchungen folgende Ergebnisse erzielt: – Der Zusammenhang zwischen nichtlinearer Optik und Transport wurde in Quantenkaskadenstrukturen untersucht. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass Kohärenzen durch Tunneln und Streuung eine große Rolle spielen und daher nicht vernachlässigbar sind. – Mit Hilfe des Dichteformalismus wurde der korrelierte Grundzustand berechnet. Die daraus resultierenden Absorptionsspektren zeigten bei tiefen Temperaturen eine Linienverbreiterung. – Das Zusammenspiel von Elektron-Elektron- und Elektron-Phonon Wechselwirkung wurde auf Basis der Mastergleichungen an der Si(100)-Oberfläche betrachtet. Hier zeigt sich, dass die Wechselwirkungen zur Erzeugung heißer Elektronen führt. – Die Methode der kollinearen zweidimensionalen Fourierspektroskopie wurde auf die nichtlineare Antwort der Relaxation angewendet. Die Simulationen zeigen eine detaillierte Auflösung des Phonon-induzierten Relaxationsprozesses.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• “Density-matrix theory of quantum cascade lasers: Localization effects”. NATO Advanced Research Workshop on Terahertz and Mid Infrared Radiation: Basic Research and Applications (TERA-MIR 2009), 3.-6.11.09, Turunc-Marmaris, Türkei
  C. Weber, A. Knorr, and A. Wacker
  
• “Simulation of gain in quantum cascade lasers”. Photonics West, 24.-29.3.09, San Jose, CA, USA
  A. Wacker, R. Nelander, and C. Weber
  
• “Simulation of gain in quantum cascade lasers”. Proc. SPIE, Vol. 7230, 72301A (2009)
  A. Wacker, R. Nelander, and C. Weber
  
• ”Density-matrix theory of the optical dynamics and transport in quantum cascade structures: The role of coherence”. Phys. Rev. B 79, 165322 (2009)
  C. Weber, A. Wacker, and A. Knorr
  
• “Influence of Coulomb correlations on the quantum well intersubband absorption at low temperatures”. Phys. Rev. B 82, 045305 (2010)
  T. U.-K. Dang, C. Weber, M. Richter, and A. Knorr
  
• “Influence of Coulomb correlations on the quantum well intersubband absorption”. DPG-Frühjahrstagung 2010, 21.-26.03.10, Regensburg, Deutschland
  T. U.-K. Dang, A. Knorr, C. Weber, and M. Richter
  
• “Influence of ground state correlations on the quantum well intersubband absorption at low temperatures”. ICPS 30, 25.-30.7.10, Seoul, Korea
  T. U.-K. Dang, C. Weber, M. Richter, and A. Knorr
  
• “Microscopic theory of two-dimensional THz spectroscopy in quantum well systems”. DPG-Frühjahrstagung 2010, 21.-26.03.10, Regensburg, Deutschland
  S. Eiser, T. U.-K. Dang, M. Richter, C. Weber, W. Kühn, M. Wörner, and A. Knorr
  
• “Hot optical phonons in electron relaxation dynamics at the Si(100) surface”. WUPCOM 11 - Winter School 2011, 20.-25.2.11 , Reit im Winkel, Deutschland
  C. Eickhoff, T. U.-K. Dang, A. Knorr, C. Weber, and M. Weinelt
  
• “Hot phonons in the relaxation dynamics at the Si(001) surface”. DPG-Frühjahrstagung 2011, 13.-18.3.11, Dresden, Deutschland
  T. U.-K. Dang, Ch. Eickhoff, M. Weinelt, A. Knorr, and C. Weber
  
• “Influence of ground state correlations on the quantum well intersubband absorption at low temperatures”. AIP Conf. Proc.1399, 437 (2011)
  T. U.-K. Dang, C. Weber, M. Richter, and A. Knorr
  
• “Microscopic model of two-dimensional THz spectroscopy: Quantum well intersubband dynamics”. DPG-Frühjahrstagung 2011, 13.-18.03.11, Dresden, Deutschland
  T. U.-K. Dang, S. Eiser, A. Knorr, M. Richter, W. Kühn, M. Wörner, and C. Weber
  
• “Microscopic Theory of 2D FT spectroscopy applied to ISB systems”. ITQW11 2011, 11.-17.9.11, Badesi, Sardinien
  T. U.-K. Dang, S. Eiser, C. Weber, A. Knorr, M. Richter
  
• “Microscopic Theory of 2D FT spectroscopy applied to ISB systems”. DPG-Frühjahrstagung 2012, 25.-30.03.12, Berlin, Deutschland
  T.U-K. Dang, S. Eiser, C. Weber, A. Knorr, M. Richter
  
• “Two-dimensional Fourier transform spectroscopy applied to semiconductor quantum well intersubband systems”. Black Forest Focus 7, 14.- 18.3.12, Lenzkirch - Saig, Deutschland
  T.U-K. Dang, C. Weber, S. Eiser, A. Knorr, M. Richter
  
• ”Electron-phonon correlation effects in the quantum well intersubband relaxation studied in two-dimensional Terahertz spectroscopy”. Phys. Rev. B 86, 155306 (2012)
  T. U.-K. Dang, C. Weber, S. Eiser, A. Knorr, and M. Richter
  
• ”Intersubband transitions in low-dimensional nanostructures – Many-body effects in quantum wells and quantum dots”. Dissertation, TU Berlin (2012)
  T. U.-K. Dang