Status-Symbol: Teleportation und Telekommunikation
Quantenpunkte sind – meist aus Halbleitermaterial hergestellte – künstliche Atome, die mit bestimmten Eigenschaften versehen werden können. Sie bestehen aus mehreren Lagen, die angeregt werden können und in der Folge einzelne Photonen aussenden. Gelingt es, in einem Quantensystem eine vorab definierte ganz bestimmte Anzahl von Photonen zu halten, so spricht man von einem „Fock Status“, der für viele Anwendungsbereiche große Bedeutung hat. Dr. Gaby Slavcheva wird in ihrem LIT-Projekt versuchen, mit bisher noch kaum erforschten Galliumarsenid-Quantenpunkten eine Fock Status-Generation auf einem Chip zu implementieren.
Projektdetails
Seed Projekt
Projektleitung
Gaby Slavcheva
Call
2/2016
Zu diesem Zweck wird Galliumarsenid in Löcher zwischen den Quantenpunkten gefüllt, sodass ein insgesamt gut organisiertes System mit mehreren Ebenen entsteht. Die Ebenen haben unterschiedliche Spins und können zB durch Spannung oder Druck manipuliert werden. Durch diese Manipulation wandern Photonen von der manipulierten Ebene in eine der anderen Ebenen. „Diese Technik ist bisher schon mit Atomen gelungen, aber noch nicht mit Halbleitern“, sagt Slavcheva. Sie setzt auch Resonatoren ein, „da sich gezeigt hat, dass Lärm für die Photon-Emission höchst nützlich ist“.
Für diese Methode hat Slavcheva bereits in den letzten Jahren ein Modell entwickelt, mit dem man eine Statistik für die Photonen-Emission erstellen kann.
Der Vorteil dieser Methode liegt unter anderem darin, dass die Position der Quantenpunkte genau lokalisiert werden kann, anders als bei Atomen, die schwer kontrollierbar sind und bei denen man nie genau weiß, wo sie sich befinden. Damit wird es einerseits möglich, nicht-klassische Lichtquellen wie eben Photonen-Lichtquellen genau zu beschreiben. Andererseits lassen sich jene Positionen der Quantenpunkte, die zur Erzeugung eines Fock Status ideal sind, genau kalkulieren.
Der Fock Status ist zB in der Telekomunikation wichtig, um ein Optimum an Fassungsvermögen zu erreichen, oder für die Teleportation, wofür man auf Basis eines Fock Status viele komplexe Statusse bilden muss.
Dr. Gabriela Slavcheva besuchte bereits mit 15 Jahren in Sofia, Bulgarien, eine spezielle Schule mit Schwerpunkten auf Mathematik und Physik, wo die SchülerInnen von Universitätslehrern unterrichtet wurden. Damit konnte sie ohne Aufnahmeprüfung ihr Studium an der Universität in Sofia beginnen. Sie spezialisierte sich zunächst auf theoretische Halbleiterphysik. Nach einem Fellowship an der Universität Rom wurde Slavcheva Visiting Professor am Forum for Theoretical Sciences an der Chulalongkorn University, Bangkok (Thailand).
Danach folgten Fellowships in Frankreich, Italien und Großbritannien, wo sie zuletzt an der University of Bath tätig war.
Slavchevas Forschungsbereich umfasst Theory and modelling of light-matter interactions in semiconductor quantum photonic structures, Theory of optical quantum coherence phenomena in semiconductors, Nanophysics and quantum photonics, Nonlinear and quantum optics and Ultrafast semiconductor dynamics.
Im Bereich der Theoretical Semiconductor Physics erforscht und entwickelt sie quantum statistical methods for electronic band-structure and optical properties calculation und beschäftigt sich mit transport phenomena and lattice dynamics.
Obwohl sie aus der theoretischen Halbleiterphysik kommt, ist ihr der Kontakt mit den Experimentalisten wichtig. „Es ist ja essentiell, dass eine Theorie auch im Experiment funktioniert!“
Johannes Kepler Universität Linz
Altenberger Straße 69
4040 Linz, Österreich
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