Quantenkommunikations Systeme

Fortgeschrittenenpraktikum - Versuch P70 "Erzeugung einzelner Photonen mit Halbleiter-Quantenpunkten"

Die Quantenkommunikation ermöglicht eine sichere Datenübertragung indem einzelne Photonen oder quantenmechanisch verschränkte Photonenpaare zur Erzeugung eines Schlüssels verwendet werden. Die hierfür benötigten nicht-klassischen Photonen-Zustände können durch Halbleiter-Quantenpunkte erzeugt werden. Im Gegensatz zu anderen Quanten-Emittern wie isolierten Atomen, organischen Molekülen oder Fehlstellen in Diamantnanokristallen bieten diese zudem den Vorteil, direkt in komplexe Halbleiter-Mikrostrukturen integriert werden zu können. Quantenpunkte sind somit prädestiniert für die Entwicklung neuartiger optoelektronischer Bauelemente auf einer skalierbaren Technologieplattform.

Vor diesem Hintergrund besteht die Zielsetzung dieses Projekt-Versuches in der Erzeugung und Analyse nicht-klassischer Photonen-Zustände mit Halbleiter-Quantenpunkten. Hierfür werden neuartige Nanostrukturen spektroskopisch untersucht, welche es erlauben gezielt einzelne Quantenpunkte optisch zu adressieren. Im Laufe des Versuches wird dabei auch die Emission unterschiedlicher elektronischer Zustände ein und desselben Quantenpunktes näher untersucht.

Inhalte

o Identifizierung unterschiedlicher Quantenpunkt-Zustände an aktuellen Nanostrukturen
o Polarisationsaufgelöste Messung der Feinstrukturaufspaltung
o Messung der Photonen-Autokorrelationsfunktion g(2)(t) auf der Sub-Nanosekunden Zeitskala