Wir untersuchen die atomare Struktur und die elektronischen Eigenschaften von Oberflächen, Grenzflächen, Nanostrukturen und Adsorbaten auf Oberflächen. Der Schwerpunkt unserer derzeitigen Untersuchungen liegt bei Silizid-Nanostrukturen und organischen Molekülen auf Halbleiteroberflächen, die wir durch Aufdampfen sowie thermische Behandlung im Ultrahochvakuum erzeugen (MBE) und vorwiegend mit Rastertunnelmikroskopie (STM), Rastertunnelspektroskopie (STS) und Photoelektronenspektroskopie (PES) untersuchen. Innerhalb der Physik der TU Berlin arbeiten wir mit der AG Lehmann und der AG Esser zusammen.

Die Forschung unserer Gruppe Quantenkommunikations Systeme konzentriert sich auf Fragestellungen der experimentellen Quantenoptik. Mit unserem starken Anwendungsbezug treiben wir Insbesondere photonische Quantentechnologien voran, um sichere Datennetze der Zukunft zu entwickeln. Wir arbeiten an leistungsfähigen und benutzerfreundlichen Quantenlichtquellen zur Erzeugung einzelner und verschränkter Photonen, welche es uns erlauben quantenkryptographische Protokolle unterschiedlicher Komplexität zu implementieren und schließlich zu Quantennetzwerken zu skalieren.

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit dem Wachstum von Gruppe-III-Nitrid Nanostrukturen mittels Metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) und deren Anwendung in nanophotonischen Bauelementen. Das Ziel ist es die Bildung von Nanostrukturen auf atomarer Skala zu kontrollieren und damit die optoelektronischen Eigenschaften dieser Materialien masszuschneidern. Zur strukturellen, elektrischen und optischen Charakterisierung der Nanostrukturen stehen eine Reihe von Analysemethoden und Simulationstools zur Verfügung. Im Rahmen des Joint Lab "GaN Optoelectronics" mit dem Ferdinand-Braun-Institut (FBH) und in den Reinräumen des Nanophotonikzentrum (NPZ) werden verschiedenste nanophotonische Bauelemente hergestellt und charakterisiert. Unser besonderes Interesse gilt der Entwicklung von AlGaN-basierten UV-LEDs,  UV-VIS Laserdioden und oberflächenemitterenden Laserdioden (UV-VCSEL), GaN-Quantenpunkt-basierte Einzelphotonemitter (SPE) und Photonisch Integrierte Schaltkreise im ultravioletten Spektralbereich (UV-PICs).

Die Arbeitsgruppe "Optoelektronik und Quantenbauelemente" befasst sich mit der Erforschung von niederdimensionalen Halbleiterstrukturen und der Entwicklung innovativer optoelektronischer Bauelemente. Neben wichtigen Fragestellungen der Grundlagenforschung zielen unsere Forschungsaktivitäten auch auf zukunftsorientierte Anwendungen in der photonischen Quantentechnologie, in der Sensorik und in neuartigen neuromorphen Computerarchitekturen ab. Im Bereich universitären Lehre liegt unser Fokus auf der angewandten Halbleiterphysik. Hier vermitteln die Grundlagen moderner Halbleiterbauelemente sowie innovativer Herstellungs- und Messmethoden.

Grundlage der Forschungsaktivitäten sind III/V-Halbleiter und 2D Quantenmaterialen auf Basis von Übergangsmetall-Dichalkogeniden. Darauf aufbauend stellen wir Halbleiter-Heterostrukturen mit maßgeschneiderten optischen und elektronischen Eigenschaften her. Dazu zählen zum Beispiel Mikroresonatoren mit positionierten InGaAs Quantenpunkten und Moiré-Heterostrukturen aus 2D Materialien.

Für die Herstellung von optoelektronischen Bauelementen wie Nanolasern und Quantenlichtquellen nutzen wir hochmoderne Nanotechnologiemethoden und die Infrastruktur des Nanophotonik-Zentrums am IFKP. Dies beinhaltet auch die einzigartige in-situ Elektronenstrahllithografie für die deterministische Herstellung von Einzelemitter-Quantenbauelementen.

Die entwickelten Halbleiterstrukturen und Bauelemente werden mit modernsten optischen und quantenoptischen Methoden charakterisiert. Unsere Labore sind hierzu mit umfangreichen spektroskopischen Aufbauten ausgestattet, die Experimente mit höchster Zeit- und Ortsauflösung bis in das Einzelemitter- und Einzelphotonen-Regime erlauben. 

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Erforschung der optischen, elektronischen, phononischen und thermischen Eigenschaften von Halbleitern und ihren Hetero- und Nanostrukturen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf Materialien mit großer Bandlücke im UV Spektralbereich.

Wir untersuchen die fundamentalen Material- und Transporteigenschaften mittels diverser Spektroskopiemethoden um Informationen über Quasipartikel wie Exzitonen, Phononen, Plasmonen und Polaritonen zu erhalten. Zu den verwendeten Techniken zählen die kontinuierliche, zeitaufgelöste und zeitkorrelierte Mikro-Photolumineszenz-Spekroskopie (µPL) und Anregungsspektoskopie (PLE) im UV Spektralbereich. Durch Kombination von kurzen Pulsen, resonanter Anregung, tiefer Temperaturen und starken Magnetfeldern erhalten wir detailierte Informationen über Relaxations-, Rekombinations- und Transferprozesse von Ladungsträgern.

Ein weitere Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung der Gitterdynamik (Phononen) mittels Mikro- und Nahfeld- Raman Spektroskopie. Gegenwärtig analysieren wir neben Oxiden und Nitriden mit großer Bandlücke auch Perovskite und 2D Materialien.

Ein dritter Schwerpunkt der sich aktuell im Aufbau befindet ist die Erforschung des thermischen Transports in Nanostrukturen und Metamaterialien mittels optischen Spektroskopiemethoden. Insbesondere interessieren uns Wärmetransportprozesse auf kurzen Längen- und Zeitskalen sowie kohärente Phononenprozesse in phononischen Kristallen und Übergitterstrukturen.