Osnabrück 2002 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 413: Quanteneffekte III

Q 413.6: Vortrag

Donnerstag, 7. März 2002, 15:15–15:30, HS 01/E02

Quantenoptik in Halbleiter-Heterostrukturen — •W. Hoyer¹, M. Kira² und S. W. Koch¹ — ¹Fachbereich Physik, Philipps-Universität Marburg, 35032 Marburg — ²Department of Physics, Royal Institute of Technology, SCFAB, S-10691 Stockholm, Sweden

In Halbleitern führt die attraktive Wechselwirkung zwischen Elektronen und Löchern (fehlende Elektronen im Valenzband) zu wasserstoffartigen Paarzuständen. Diese gebundenen Paare (Exzitonen) liegen energetisch unterhalb der fundamentalen Bandlücke und sind in vielen Experimenten dominant. Im Gegensatz zu verdünnten atomaren Gasen ist im Halbleiter die Wechselwirkung der Elektronen und Löcher untereinander nicht zu vernachlässigen und eine entsprechende Theorie muß sowohl die Quantennatur des Lichtfeldes als auch die Vielteilcheneffekte des Halbleiters voll berücksichtigen. Wir haben daher in den letzten Jahren eine Theorie entwickelt, bei der Erwartungswerte von relevanten und experimentell direkt meßbaren Korrelationen berechnet werden. Es stellt sich heraus, daß die Photolumineszenz fundamental andersartig ist als von Atomen her bekannt. Allein die Kopplung an die Vakuumfluktuationen sorgt für eine Nichtgleichgewichtsverteilung der Exzitonen, von denen sich nun die meisten in dunklen Zuständen befinden[1]. Dieselbe Theorie sagt Squeezing voraus[2] und bestätigt die Existenz verschränkter Zustände zwischen Ladungsträgern und Photonen[3].

[1] M. Kira, W. Hoyer, T. Stroucken, S.W. Koch, Phys. Rev. Lett. 87, 176401 (2001)

[2] M. Kira, F. Jahnke, S.W. Koch, Phys. Rev. Lett. 82, 3544 (1999)

[3] C. Ell et al., Phys. Rev. Lett. 85, 5392 (2000)