Dynamik nichtklassischer Phononzustände in optisch angeregten Halbleiterstrukturen

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Ziel des Projekts ist die theoretische Untersuchung der optischen Erzeugung und Detektion nichtklassischer Zustände quantisierter Gitterschwingungen (Phononen) in Halbleiter-Nanostrukturen. Beispiele für solche Zustände sind kohärente Zustände, Zustände mit reduziertem Quantenrauschen (squeezed states) und Bose-Kondensat-ähnliche Zustände, wie sie für andere Bosonsystem demonstriert wurden. Der Quantenzustand der generierten Phononen hängt stark von den Anregungsbedingungen und den jeweils dominierenden Wechselwirkungsmechanismen ab. Daher sollen Berechnungen für ausgewählte Halbleiterstrukturen durchgeführt werden, die einen gezielten Vergleich unterschiedlicher Anregungsszenarien und Wechselwirkungsmechanismen erlauben. Alle Rechnungen sollen auf mikroskopischer Stufe durchgeführt werden. Eine festkörper-basierte Realisierung solcher nichtklassischer Zustände könnte ein neues Feld der Festkörperphysik erschließen. Neben einem fundamentalen Interesse an Quanteneffekten könnten mögliche Anwendungen z.B. im Bereich des phonon-imaging oder beim Aufbau einer phononbasierten Kommunikation zwischen verschiedenen Nanostrukturen liegen.