Wichtige quantenoptische Eigenschaften integrierter Quantenpunkte, wie z. B. die Erhöhung der spontanen Emissionsrate, hängen stark von der räumlichen Position innerhalb der nanophotonischen Strukturen ab. Um eine hohe Quantenausbeute des Bauelements zu gewährleisten, ist eine präzise optische Positionierung der Quantenpunkte über den gesamten Chip notwendig und sollte von Ihnen optimiert werden. Insbesondere Erfahrungen mit Python sind für diese Aufgabe hilfreich.

Die hergestellten photonischen Nanostrukturen müssen im Hinblick auf ihre Effizienz-Wellenlängen-Abhängigkeit und ihre polarisationsabhängigen Eigenschaften optisch charakterisiert werden. Zu Ihren Aufgaben gehören der Aufbau eines optischen Aufbaus, die Steuerung/Automatisierung der Messgeräte und die Analyse der Ergebnisse.

Die Realisierung aufwendiger Halbleiter-Quantenbauelemente erfordert eine effiziente spektroskopische Charakterisierung. Mikro-Photolumineszenzmessungen werden durchgeführt, um spektrale Informationen in Abhängigkeit von der Laserleistung und Wellenlänge, der Probenposition oder der emittierten Polarisation zu erhalten. Ihre Aufgabe wird es sein, diese Messungen in einem auf Python basierenden Laborverwaltungssystem vollständig zu automatisieren.

Neuartige hybride Bauelemente, die auf piezoelektrischen Substraten und nanophotonischen Strukturen basieren, sind die Motivation für dieses Projekt. Solche Bauelemente erfordern die Verbindung von großen Halbleiter-Nanomembranen mit piezoelektrischen Aktoren. Ihre Aufgabe wird es sein, nasschemische Ätzverfahren im Reinraum zu untersuchen, die letztendlich die Herstellung der geplanten Strukturen ermöglichen.

Neuartige photonische Halbleiter-Nanostrukturen (z. B. topologische 2D-Resonatoren) sind für die Forschung von großem Interesse, da sie die quantenoptischen Eigenschaften integrierter Einzelphotonen-Emitter verbessern können. Sie arbeiten in einer Reinraumumgebung mit modernsten Fertigungseinrichtungen wie Elektronenstrahllithographie und reaktivem Ionenätzen.

Neuartige nanophotonische Quantengeräte auf der Basis von Halbleiter-Quantenpunkten müssen theoretisch verstanden werden, um Ausgangsparameter für die Experimente zu erhalten. Ihre Aufgabe wird es sein, zu diesem Zweck Finite-Difference Time Domain (FDTD)-Simulationen dieser Nanostrukturen mit der modernen Simulationssoftware Lumerical durchzuführen.

Halbleiter-Quantenpunkte sind hervorragende Quellen für nichtklassisches Licht. Die Untersuchung ihrer quantenoptischen Eigenschaften wie Anti-Bunching von Photonen oder die Verschränkungstreue stehen im Mittelpunkt Ihrer Aufgaben. Dazu gehören die Arbeit in einem hochmodernen optischen Labor und die Automatisierung/Analyse der erzielten Ergebnisse

Gemeinsam mit unseren Partnern in der PTB (Braunschweig) wird ein Glasfaser-Testbed zwischen den beiden Städten für die Quantenkommunikation aufgebaut. Ihre Aufgabe wird es sein, die kritischen Parameter in Experimenten zur Quantenschlüsselverteilung zu verstehen und Methoden zur Analyse der zukünftigen experimentellen Daten mit Python zu entwickeln.