Kontrolle und Nutzung der optischen Anisotropie von Halbleiter-Quantenpunkten

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Ein wesentlicher Aspekt von Quantenpunkten, die häufig auch als künstliche Atome bezeichnet werden, ist die direkte Verknüpfung ihrer Symmetrie mit ihren optischen Eigenschaften. In diesem Zusammenhang haben wir kürzlich gezeigt, dass anisotrope Quantenpunkte eine Umwandlung der Polarisation des eingestrahlten Lichts bewirken können. Geplant sind detaillierte Untersuchungen der optischen Anisotropie von Quantenpunkten in externen magnetischen und elektrischen Feldern bei verschiedenen Temperaturen. Besonderes Augenmerk wird auf dem Nachweis und der Optimierung der Polarisationsumwandlung in Einzelpunkten ohne äußeres Feld liegen. Grundlage der beobachteten Effekte ist die Elektron-Loch Austauschwechselwirkung. Da der Loch Zeeman Term sehr stark von der Anisotropie der Quantenpunkte abhängt, lassen sich in anisotropen Quantenpunkten neuartige physikalische Effekte beobachten. Beim Anlegen eines externen elektrischen Feldes erfolgt eine Trennung der Elektron-Loch Paare, was in einer Drehung der Lumineszenz- Polarisationsrichtung weg von der intrinsischen Achse der Quantenpunktanisotropie resultieren kann. Durch Wahl einer geeigneten Vorspannung kann zudem ein zusätzliches Elektron in die Quantenpunkte gepumpt werden, was zur Formung eines Singlett Zustands führt und somit die Austauschwechselwirkung aufhebt. Dies wiederum ermöglicht die Herstellung eines elektro-optischen Modulators basierend auf Einzelpunkten oder Quantenpunktarrays.