Kategorie: Institut für Physik

Nonclassical light from Semiconductor micro- and nanostructures

Nonclassical light is very interesting for future quantum technologies. Semiconductor micro- and nanostructures are seen as a possible source for nonclassical light. However, their quantum theoretical description is complicated due to the many-body nature of the considered system. This thesis studies the quantum properties of the light emitted from different semiconductor structures. A single exciton in a quantum dot acts similar to an atom but with multiple dissipative couplings, which influence the quantum properties of the fields. Inside a cavity, the fluorescence light of the dot is squeezed, and this squeezing is exceptionally robust against the dissipative channels. In a quantum well, multiple interacting excitons act as a single bosonic particle with a nonlinear coupling. Including the absorption of the medium in the description, experimentally determined spectra could be reobtained. Furthermore, the description allows to calculate quantum correlations of both the exciton and the quantum-well emission.

Nichtklassisches Licht ist sehr interessant für zukünftige Quantentechnologien. Halbleitermikro- und Nanostrukturen gelten als eine mögliche Quelle für dieses Licht. Allerdings ist ihre quantentheoretische Beschreibung kompliziert wegen der Vielteilchennatur des betrachteten Systems. Diese Arbeit befasst sich mit den Quanteneigenschaften von Licht emittiert von verschiedenen Halbleiterstrukturen. Ein einzelnes Exciton in einem Quantenpunkt verhält sich ähnlich wie ein Atom, besitzt aber viele dissipative Kopplungen, die die Quanteneigenschaften des Lichtes beeinflussen. In einem Resonator ist die Fluoreszenz des Quantenpunktes gequetscht und die Quetschung ist außergewöhnlich robust gegen die dissipativen Kanäle. In einer Quantenschicht verhalten sich viele Exzitonen wie ein Boson mit einer nichtlinearen Kopplung. Unter Berücksichtigung der Mediumsabsorption konnten experimentell bestimmte Fluoreszenzspektren wieder gewonnen werden. Weiterhin erlaubt diese Beschreibung auch die Berechnung der Quantenkorrelationen von Exzitonen- bzw. Quantenschichtemission.