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Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Optik und der Elektronendynamik von Halbleitern auf der Grundlage von mikroskopischen Materialmodellen.
Gerade der fortschreitende Trend zur Miniaturisierung von Materialien und die Verwendung von zeitlich kurzen und räumlich stark lokalisierten Laserfeldern ermöglicht es, die Quanteneigenschaften von Elektronen und Licht in einem neuen Grenzbereich zu studieren.
Moderne Technologien ermöglichen heute beispielsweise die Strukturierung und Untersuchung von Halbleitermaterialien auf Längenskalen unterhalb der deBroglie-Wellenlänge der Elektronen. Zur Untersuchung kann Laserlicht von einer zeitlichen Dauer weniger Lichtschwingungen, das räumlich auf Bruchteile der Wellenlänge fokussiert ist, eingesetzt werden.
Auf diesen Zeit- und Längenskalen lassen sich die elektronischen und optischen Eigenschaften durch die gewählte Geometrie und die Materialkombination kontrolliert beeinflussen.
Vom theoretischen Standpunkt muß ein neues Regime der Feld-Materie Wechselwirkung beschrieben werden, gleichzeitig aber werden Vorhersagen experimentellen Tests unterzogen und theoretische Verständnis für Anwendungen in der modernen Optoelektronik geschaffen.
Die theoretische Beschreibung solcher Strukturen beinhaltet sowohl Maxwells Theorie der elektromagnetischen Felder um die optischen Eigenschaften zu berechnen, als auch moderne Methoden Vielteilchen-Quantentheorie, um das Material zu beschreiben.
Zur Lösung werden verschiedene numerische Techniken auf modernen Computersystemen eingesetzt. Bei der Lösung der Maxwellgleichungen kommt zum Beispiel die Finite Difference Time Domain (FDTD) Methode zur Anwendung. FDTD hat in letzter Vergangenheit eine weite Verbreitung bei der Lösung verschiedenster elektromagnetischer Probleme - von der Optik bis zur Schaltkreissimulation - erfahren.
aktuelle Themen:
- Dynamik von Einzelphotonemittern und von Nanolasern auf Quantenpunkt-Basis im Sfb 787
- Nano- und Nahfeldoptik und Elektronen-Transfer in Kohlenstoffnanostrukturen im Exzellenzcluster UNICAT
- Vielteilcheneffekte in Quantenfilmen (DFG-Projekt KN 427)
- Dynamik des Lichtsammelkomplexes II des Photosystems II im Sfb 429
- Pulsausbreitung in Wellenleiter auf Basis von Quantenpunkten (DFG-Projekt 435 GEO 113/10/0-1)