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Bibliographic Metadata

Title
Numerical studies on coherent control of semiconductor quantum dots based on k.p-calculations in envelope function approximation / vorgelegt von M.Sc. Peter Kölling ; [Promotionskomission: Vorsitzender: Prof. Dr. Artur Zrenner, Erstgutachter: Prof. Dr. Stefan Schumacher, Zweitgutachter: Prof. Dr. Jens Förstner]
AuthorKölling, Peter
ParticipantsSchumacher, Stefan ; Förstner, Jens ; Zrenner, Artur
PublishedPaderborn, 2019
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (vi, 135 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2018
Annotation
Tag der Verteidigung: 11.09.2018
Defended on2018-09-11
LanguageEnglish
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-33248 
DOI10.17619/UNIPB/1-566 
Files
Numerical studies on coherent control of semiconductor quantum dots based on k.p-calculations in envelope function approximation [15.7 mb]
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Classification
Abstract (German)

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der numerischen Untersuchung der koharentenKontrolle von Halbleiter Quantenpunkten. Die Arbeit gliedert sich dabei in zweiTeile. Der erste Teil befasst sich mit der theoretischen Untersuchung verschiedenerQuantenpunktsystem im Rahmen der k.p-Theorie. Der Schwerpunkt liegt dabeiauf der Abhangigkeit von Dipol- und Coulombmatrixelementen von grundlegendenParametern wie Form und Materialkomposition der Quantenpunkte. In diesem Abschnittwird gezeigt, dass Gitterverspannungen, die bei gangigen Herstellungsmethodenunumganglich sind, einen signikanten Einuss auf die betrachteten Systemehaben.Im zweiten Teil der Arbeit werden zwei Experimente zur koharenten Kontrolle vonHalbleiter Quantenpunkten durch externe elektrische Felder modelliert. Das erste derbeiden Experimente demonstriert die koharente Phasenkontrolle an einem ExzitonZweiniveausystem. Das zweite Experiment befasst sich mit der robusten Populationsinversion,ebenfalls in einem Exziton Zweiniveausystem, durch eine sogenannte schnelleadiabatische Passage. Die Ergebnisse zeigen, dass Phasenkontrolle und kontrolliertePopulationsinversion auf Pikosekundenzeitskala moglich sind.

Abstract (English)

The present work covers numerical studies on the coherent control of semiconductorquantum dots. The work is divided into two parts. The rst of which covers theoreticalstudies of dierent quantum dot systems within k.p-theory. Focus of this part lieson investigation of the dependence of dipole and Coulomb matrix elements on systemparameters as shape and material composition of the quantum dots. Within this partit is shown that lattice strain, which is unavoidable in common growth techniques, hasa signicant impact on the treated systems.The second part of this work covers the theoretical treatment of two experimentsaiming at the coherent control of semiconductor quantum dots by means of externalelectric elds. The rst experiment shows coherent phase control on an exciton twolevel system while the second experiment treats robust population inversion of such atwo level systems by so called rapid adiabatic passage. The results show that phasecontrol and robust population inversion are possible at picosecond time scales.

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