Optimierte Hetero-Integration von grundlegenden Elementen der Quantenoptik auf einer Siliziumplattform

Forschungsprojekt von Prof. Dr. Jörg Schulze (IHT), Prof. Dr. Peter Michler (IHfG), Prof. Dr. Thomas Weiss (PI4)

Quantentechnologische Anwendungen erfordern während des Betriebs hohe Stabilität und Kontrolle der Rahmenbedingungen. Der vielversprechendste Weg für solch eine Kontrolle der Umgebung ist über die direkte Integration aller benötigten Komponenten in einem Chip: Mehrere nichtklassische Lichtquellen, komplexe photonische Logikschaltungen und Einzelphotonendetektoren müssen gleichzeitig auf demselben Chip integriert werden. Die für die Implementierung hochkomplexer und skalierbarer photonischer Logikschaltungen am Weitesten entwickelte und vielseitigste Plattform ist die Silizium-Plattform.

In diesem Projekt wollen wir InAs-basierte Quantenpunkte, welche im Telekom-C-Band emittieren, direkt auf einem Silizium-Plattform-Chip inklusive SiGeSn-Anregungslaser und Einzelphotonendetektoren integrieren. Die experimentelle Realisierung möglicher Prototypen erfolgt in enger und interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen Elektrotechnik (Prof. Schulze) und Physik (Prof. Michler). Das Projekt erhält zudem starke theoretische Unterstützung (Prof. Weiss), um optimierte photonische Komponenten mit einer hohen Kopplungseffizienz zwischen Licht und Materie zu ermöglichen und quantenelektrodynamische Effekte in Kavitäten auszunutzen.

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