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Bibliographic Metadata

Title
Einzelne Quantenpunkte in elektrisch abstimmbaren Diodenstrukturen: Photolumineszenz und kohärente Photostromspektroskopie / von Simon Gordon ; [Promotionskommission: Prof. Dr. Torsten Meier, Prof. Dr. Artur Zrenner, Prof. Dr. Dirk Reuter, Dr. Thomas Riedl]
AuthorGordon, Simon
ParticipantsZrenner, Artur ; Reuter, Dirk
PublishedPaderborn, 2017
Edition
Elektronische Ressource
Description1 Online-Ressource (146 Seiten) : Diagramme
Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2017
Annotation
Tag der Verteidigung: 21.12.2017
Defended on2017-12-21
LanguageGerman
Document TypesDissertation (PhD)
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-30086 
DOI10.17619/UNIPB/1-258 
Files
Einzelne Quantenpunkte in elektrisch abstimmbaren Diodenstrukturen: Photolumineszenz und kohärente Photostromspektroskopie [5.23 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Für die Quantenkryptografie über lange Strecken werden einzelne Photonen im Wellenlängenbereich der Telekommunikationsglasfasern benötigt. Passende Einzelphotonquellen im Wellenlängenbereich um 1,5 m können mit InAs-Quantenpunkten auf einem InP-Substrat realisiert werden. In dieser Arbeit werden einzelne Quantenpunkte in Photolumineszenzmessungen und Photostrommessungen bei der Temperatur des flüssigen Heliums untersucht. Die Quantenpunkte sind dabei in die intrinsische Schicht einer Diode eingebettet, damit die Photostromdetektion möglich wird und die Übergangsenergie der Quantenpunktzustände über den Quantum-Confined-Stark-Effekt abgestimmt werden kann. Neutrale und geladene Mehrteilchenzustände in InAs/GaAs-Quantenpunkten werden durch Variation der Diodenspannung gezielt hergestellt und mittels leistungsabhängiger Photolumineszenzmessungen untersucht. In hochauflösenden und polarisationsabhängigen Photostrommessungen an InAs/InP-Quantenpunkten bei 1,5 m können die Feinstrukturaufspaltung und die Linienbreite des neutralen Exzitons zu 85 eV und 8 eV bestimmt werden. Mit der daraus resultierenden Dephasierungszeit von 164 ps kann ferner die kohärente Kontrolle des neutralen Exzitons mit Pikosekunden-Laserpulsen demonstriert werden. In Photostrommessungen wird dabei eine Inversionswahrscheinlichkeit von über 90 % nachgewiesen. Rabi-Oszillationen können bis zu einer Pulsfläche von 3,5 beobachtet werden. Dies eröffnet eine realistische Perspektive zur deterministischen Anregung von Einzelphotonquellen im Telekommunikationsband mittels -Puls Präparation.

Abstract (English)

For long distance quantum cryptography, single photons in the wavelength band of optical fibers are necessary. Suitable single photon sources can be realized with InAs quantum dots grown on InP substrate in the wavelength regime of 1.5 m. In this dissertation, single InAs quantum dots were investigated by photoluminescence measurements and photocurrent measurements at liquid helium temperature. The quantum dots were embedded in the intrinsic region of a diode so that photocurrent detection was possible and the transition energy of the states of the quantum dots can be tuned by the quantum confined Stark effect. Neutral and charged multi particle states of InAs/GaAs quantum dots were prepared by variation of the voltage of the diode and were investigated by power dependent photoluminescence measurements. By high resolution and polarization dependent photocurrent measurements of InAs/InP quantum dots at 1.5 m, the fine structure splitting and the linewidth of the neutral exciton were determined to be 85 eV and 8 eV respectively. The resulting dephasing time of 164 ps allows to demonstrate the coherent control of the neutral exciton by picosecond laser pulses. In the photocurrent measurements, an inversion probability of more than 90 % was demonstrated. The Rabi oscillations were observed up to a pulse area of 3.5 . This opens a realistic perspective for the deterministic excitation of single photon source in the wavelength band of optical fibers by pulse preparation.