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A. Baltuska Photonik
   
S. Bühler-Paschen Festkörperphysik
   
J. Burgdörfer Theoretische Physik
   
K. Held Festkörperphysik
   
J. Schmiedmayer Atominstitut
   
U. Schubert Materialchemie
   
G. Strasser Festkörperelektronik
   
K. Unterrainer (Coordination) Photonik/ZMNS

 

 

AG Andrius Baltuska

Institut für Photonik (Fakultät für Elektrotechnik & Informationstechnik)

Die Messung der elektronischen Dynamik in Atomen, Molekülen und Festkörpern erfordert Lichtpulse mit einer Dauer im Attosekunden-Bereich (1 as = 10-18 s). Die Erzeugung solcher Pulse ist in den letzten Jahren möglich geworden durch die Entwicklung hochintensiver Laserpulse mit nahezu nur einem optischen Zyklus und stabilisiertem elektrischen Feld. Die Arbeitsgruppe um Prof. Baltuska beschäftigt sich mit der Entwicklung neuartiger Femtosekunden-Lasersysteme und kohärenter Attosekunden-Röntgen-Strahlquellen und deren Einsatz in der Hochfeldphysik und zeitaufgelösten Spektroskopie.

Zentrale Arbeitsgebiete der Gruppe sind zurzeit:
Entwicklung eines optisch-parametrischen Verstärkers mit monozyklischen, phasenstabilisierten Pulsen um 1500 nm Wellenlänge und mit Terawatt Spitzenleistung.
Parametrische Verstärkung und Frequenzkonversion in χ<2> und χ<3> nichtlinearen Medien zur Erzeugung monozyklischer, breitbandig verstimmbarer Pulse.
Erforschung der Attosekunden-Dynamik der Rück-Streuung von ionisierten Elektronen an Atomen und Molekülen in optischen Multifrequenz-Pulsen.
Zeitaufgelöste tomographische Messung der Dynamik der gebundenen elektronischen Wellenfunktion in Molekülen
Attosekunden-Spektroskopie der Elektronen- und Phononendynamik auf Oberflächen von Kristallen, Designer-Materialien und mesoskopischen Strukturen, wie Quantendots.

Die Gruppe um A. Baltuska (Schlüsselmitarbeiter: Dr. A. Pugzlys, Dr. M. Kitzler) gehört zu den führenden Forschungsteams auf dem Gebiet der parametrischen Verstärkung im Femtosekunden-Zeitbereich und Anwendungen von 5-fs Laserpulsen in der Hochfeldphysik. Die bahnbrechenden Arbeiten von A. Baltuska zur Phasenstabilisierung intensiver Laserpulse ermöglichen eine routinemäßige Erzeugung einzelner Attosekundenpulse. Die Gruppe ist am FWF SFB ADLIS sowie am EURYI Projekt der European Science Foundation beteiligt.

Wichtige Publikationen:
T. Fuji, N. Ishii, C.Y. Teisset, X. Gu, Th. Metzger, A. Baltuška, N. Forget, D. Kaplan, A. Galvanauskas, F. Krausz, "Parametric amplification of few-cycle carrier-envelope phase-stable pulses at 2.1 µm", Opt. Lett. 31, 1103 (2006)
N. Ishii, L. Turi, V. S. Yakovlev, T. Fuji, F. Krausz, A. Baltuška, R. Butkus, G. Veitas, V. Smilgevičius, R. Danielius, and A. Piskarskas, "Multimillijoule Chirped Parametric Amplification of Few Cycle Pulses", Opt. Lett. 30, 567-569 (2005)
M. Kitzler and M. Lezius, "Spatial Control of Recollision Wave Packets with Attosecond Precision", Phys. Rev. Lett. 95, 253001 (2005)
A. Baltuška, Th. Udem, M. Uiberacker, M. Hentschel, E. Goulielmakis, Ch. Gohle, R. Holzwarth, V. S. Yakovlev, A. Scrinzi, T. W. Hänsch, and F. Krausz, "Attosecond control of electronic processes by intense light fields", Nature 421, 611-615 (2003)

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AG Silke Bühler-Paschen

Institut für Festkörperphysik (Fakutät für Physik)

Silke Bühler-Paschen leitet seit Mai 2005 am Institut für Festkörperphysik der TU Wien eine junge, noch im Aufbau befindliche Arbeitsgruppe, die sich derzeit schwerpunktsmäßig mit der Herstellung und Untersuchung von intermetallischen Verbindungen beschäftigt. Methodisch wird ein sehr breites Spektrum von der Zucht hochwertiger Einkristalle bis hin zur Messung verschiedenster physikalischer Eigenschaften unter extremen Bedingungen (> 10 mK, < 17 T) abgedeckt. Besonderer Wert wird auf die Erarbeitung des Zusammenhangs zwischen physikalischen Eigenschaften einerseits und Zusammensetzung, Struktur und Defekten andererseits gelegt. Die Kenntnis dieses Zusammenhangs erlaubt es im Folgenden, neue Materialien mit ganz bestimmten Eigenschaften maßzuschneidern (zu designen).

Die physikalische Eigenschaften von „Quantenmaterialien“ werden durch Quanteneffekte dominiert. Prominente Vertreter dieser Klasse sind quantenkritische Systeme. Hier führen kritische Quantenfluktuationen an einem kontinuierlichen Phasenübergang beim absoluten Temperaturnullpunkt in weiten Temperaturbereichen zu unkonventionellem und derzeit theoretisch noch wenig verstandenem Verhalten. Diese Quantenfluktuationen könnten auch die Ursache der unkonventionellen Supraleitung sein. Quantenkritikalität wurde in den letzten Jahren außer in intermetallischen Verbidungen (in sog. Schwere-Fermionen-Systeme) in einer wachsenden Anzahl ganz unterschiedlicher Materialklassen beobachtet oder zumindest theoretisch vorhergesagt, so z.B. auch in organischen Materialien, Quantendots und Quantenflüssigkeiten und –gasen.

Die Gruppe um Silke Bühler-Paschen verfügt über das Potential, sich als eine der führenden Gruppen auf dem Gebiet der "Quantenmaterialien" zu etablieren. Mit dem Einsatz eines nuklearen Kernentmagnetisierungssystems sollen neue Maßstäbe in der Tieftemperaturcharakterisierung dieser Materialien gesetzt werden. Bühler-Paschen ist Autorin von > 75 Publikationen in internationalen referierten Journalen und Leiterin eines von drei Schwerpunktsprojekten ("Cage Compounds") im EU NoE "Complex Metallic Alloys".

Einige wichtige Publikationen:
P. Gegenwart et al., "Multiple energy scales at a quantum critical point", Science 315, 969 (2007)
S. Paschen et al., "Hall-effect evolution across a heavy-fermion quantum critical point", Nature 432, 881 (2004)
J. Custers et al., "The break-up of heavy electrons at a quantum critical point", Nature 424, 524 (2003)
S. Paschen et al., "Clathrate Ba6Ge25: Thermodynamic, magnetic, and transport properties", Phys. Rev. B 65, 134435 (2002)

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AG Joachim Burgdörfer

Institut für Theoretische Physik (Fakultät für Physik)

Die Wissenschaftlergruppe um Prof. Burgdörfer am Institut für Theoretische Physik befasst sich mit der Theorie der Quantendynamik, der kohärenten Kontrolle und Manipulation von Materie und elektromagnetischer Strahlung mit dem Ziel der Anwendung auf funktioneller Materialien auf der Nanoskala und photonischer Prozesse auf ultrakurzen Zeitskalen. Ein Schwerpunkt stellt dabei die Beschreibung von Dynamik im Übergangsbereich von Quantenwelt zu klassischer Welt dar.

Die theoretischen Fragestellungen knüpfen dabei an aktuelle quantentechnologische Herausforderungen und Fragestellungen an: Wie können Materie-Eigenschaften auf der Nanoskala durch gezielte Manipulationen und Operationen auf der Basis der Quantendynamik kontrolliert und aktiv beeinflusst werden. Dazu gehören beispielsweise Transport – und optische Eigenschaften von Meso- und Nanostrukturen wie auch die Generierung von "Designer- Pulsen" elektromagnetischer Strahlung kürzester Dauer ("attoscience") unter Ausnutzung nicht-linearer Wechselwirkungen zwischen Strahlung und Materie.

Unser Team ist involviert in der Entwicklung von "state-of the art" theoretischen und numerischen Methoden zur Behandlung quantendynamischer Probleme. Dazu zählen:

Zeitabhängige Dichtefunktional-Theorie (TDDFT) und deren Erweiterungen zur Behandlung der Kurzzeitdynamik komplexer Systeme
Quanten-Trajektoren – Monte-Carlo (QTMC) Methoden zur Beschreibung offener Quantensysteme in der Anwesenheit von Dekohärenz und Umwelteinflüssen
Molekulare rekursive Green’s Funktionsmethode (MRGM) zur Lösung von Quanten-Transport Problemen im ballistischen und diffusiven Regime

Die Arbeitsgruppe ist an zahlreichen internationalen Kollaborationen führend beteiligt, u. a. koordiniert sie den Spezialforschungsbereich "Advanced Light Sources" (SFB ADLIS) des FWF, den ersten SFB mit internationaler Beteiligung. Burgdörfer ist Chair der Commission on Atomic, Molecular and Optical Physics der International Union for Pure and Applied Physics (IUPAP – C 15). Die Arbeitsgruppe ist Teil der "International Max Planck Research School (Doktoratskolleg), "Advanced Photon Science" (IMPRS-APS) und externer "Key Collaborator" des jüngst genehmigten Exzellenzclusters "MAP" an der Ludwig-Maximilian Universität München, sowie Teil des EU-Netzwerks "ITS-LEIF".

Schlüsselpublikationen:
W. Zhao et al., "Navigating localized wavepackets in phase space", Physical Review Letters 97, 253003 (2006)
J. Feist et al., "Nanowires with surface disorder. Giant localization lengths and quantum- to classical crossover", Physical Review Letters 97, 116804 (2006)
D. Arbó et al., "Interference oscillations in the angular distribution of laser-ionized electrons near ionization threshold", Physical Review Letters 96, 143003 (2006)
C. Deiss et al., "Laser-cluster interaction: X-ray production by short laser pulses", Physical Review Letters 96, 013203 (2006)

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AG Karsten Held

Institut für Festkörperphysik (Fakultät für Physik)

Seit März 2008 leitet Karsten Held eine Arbeitsgruppe am Institut für Festkörperphysik mit Forschungsschwerpunkt Theorie und Computer-Simulation korrelierter Elektronensysteme. Solche Korrelationen treten sowohl in makroskopischen Materialien mit d- oder f-Orbitalen als auch in künstlichen Nanostrukturen und optischen Gittern auf. Ursache ist die große Coulomb-Wechselwirkung zwischen Elektronen, deren Wellenfunktion auf einen kleinen Raumbereich beschränkt ist, bzw. die Feshbach-Resonanz bei kalten Atomen in optischen Gittern. Physikalisch führen die Korrelationen zu einer Reihe faszinierender Effekte angefangen von der unkonventionelle Supraleitung über Quantenkritikalität bis hin zur Verschränkung von Spinfreiheitsgraden und Mott-Übergängen. Ganz Allgemeinen wird hierdurch Materie funktionell, da kleine Änderungen externer Parameter zu "kolossalen'' Änderungen der Materialeigenschaften führen.

Für die Theorie bedeuten die Beschreibung vieler quantenmechanisch-korrelierter Teilchen eine besondere Herausforderung. Mit der Verknüpfung von lokaler Dichtenäherung und Dynamischer Molekularfeldtheorie (LDA+DMFT), ist uns jedoch ein Durchbruch gelungen Materialien mit korrelierten Elektronen realistisch zu berechnen. Beispielsweise konnte der Metall-Isolator-Übergang und der "kolossale'' Magnetowiderstand in Manganaten erklärt werden, sowie -als überraschendes Ergebnis- kinks in der Dispersionsrelation und spezifischen Wärme. Mit der Dynamischen Vertex Approximation wurde jüngst eine neue quantenfeldtheoretische Methode entwickelt, die auch langreichweitige Korrelationen inkludiert, was z.B. für Magnonen und Quantenkritikalität essentiell ist. Als weitere Methoden werden Quanten-Monte-Carlo-Simulationen sowie perturbative und numerische Renormierungsgruppenverfahren angewandt.

Die Gruppe um Karsten Held gehört zu den international führenden Forschungsteams im Bereich Simulation korrelierter Materialien. Karsten Held ist Autor von > 50 Publikationen in internationalen (peer-review) Journalen und hat > 60 eingeladene Vorträge.

Schlüsselpublikationen:
K. Held, "Electronic Structure Calculations with Dynamical Mean Field Theory", Adv. Phys. 56, 829 (2007)
K. Byczuk et al., "Kinks in the dispersion of strongly correlated electrons", Nature Physics 3, 168 (2007)
A. Toschi, A. A. Katanin, and K. Held, "Dynamical vertex approximation - a step beyond dynamical mean field theory", Phys. Rev. B 75, 045118 (2007)
R. Arita, K. Held, A.V. Lukoyanov, and V.I. Anisimov, "Doped Mott insulator as the origin of heavy Fermion behavior in LiV2O4", Phys. Rev. Lett. 98, 166402 (2007)
A. Yamasaki et al., "Pressure-induced metal-insulator transition in LaMnO$_3$ is not of Mott-Hubbard type", Phys. Rev. Lett. 96, 166401 (2006)

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AG Jörg Schmiedmayer

Atominstitut (Fakultät für Physik)

Die Wissenschaftlergruppe um Prof. Schmiedmayer am Atominstitut der österreichischen Universitäten (ATI) der TU Wien beschäftigt sich zentral mit dem Verständnis von Quantenphänomenen und der Technologie diese robust zu implementieren. Die Hilfsmittel dazu sind die Atomphysik, Quantenoptik und die Technologien der Nanofabrikation. Diese werden auf dem AtomChip zu einem Quantenlabor zusammengefasst. Dabei wird versucht das Beste aus den verschiedenen Wissenschafts- und Technologiegebieten zu vereinen: die phantastischen Möglichkeiten der Quantenmanipulation aus der Atomphysik und Quantenoptik, mit den Möglichkeiten der robusten Implementation in moderner Nanotechnologie, Mikroelektronik und -optik.

Auf dem AtomChip erzeugen mikroskopische Leiterstrukturen die magnetischen und elektrischen Felder die gemeinsam mit der Integration von mikro-optischen Elementen die robuste und präzise Präpäration, Manipulation und Messung von ultra-kalten Atomen oder Molekülen ermöglicht. Mit der unmittelbaren Nähe zwischen Atomen/Molekülen und mikrostrukturierten Oberflächen eignet sich der AtomChip weiter hervorragend als ein Labor zur Entwicklung von Quanten-Interfaces zwischen den zur Zeit getrennten Quantenwelten der Photonen, Atomen und Festkörpern.

Zentrale Arbeitsgebiete der Gruppe von Prof. Schmiedmayer am ATI sind zurzeit:
Technologie des AtomChip und Erweiterung auf andere Wissenschaftsgebiete wie manipulation vom Molekülen, oder in dr Biophysik
Physik mesoskopischer entarteter Quantensysteme (BEC, Fermigase und Mischungen) und deren Anwendugen in Quantensimulationen und Präzisionsmessungen
Quanten-Interface zwischen Atomen/Molekülen und Licht (Einzelphotonquellen, Quantenspeicher und ein Quantenrepeater)
Quanten-Interface zwischen Atomen/Molekülen- und Festkörperquantensystemen.

Die Gruppe von Jörg Schmiedmayer gehört zu den international führenden Forschungsteams auf dem Gebiet der Atomchips mit >100 Publikationen in internationalen referierten Journalen (~ 400 citations / Jahr). Wichtige Publikationen:
S. Wildermut, et al., "Microscopic magnetic Field Imaging", Nature 435, 440 (2005)
T. Schumm, et al., "Matter wave interferometry in a double well on an atom chip", Nature Physics 1, 57 (2005)
Q. Zhang, et al., "Experimental Quantum Teleportation of a Two-Qubit Composite System", Nature Physics 2, 678 (2006)
S. Hofferberth, et al., "RF dressed state potential for manipulation neutral atoms", Nature Physics 2, 710 (2006)

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AG Ulrich Schubert

Institut für Materialchemie (Fakultät für Chemie)

Die gezielte Organisation von molekularen oder nanoskaligen Bausteinen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und Funktion zu komplexen, hierarchisch organisierten Systemen mit besonderen funktionellen Eigenschaften ist eine große Herausforderung an die molekularen Wissenschaften. Auf jeder Hierarchieebene muss ein hohes Maß an Integration und damit komplementäre Eigenschaften und Funktionen erreicht werden. Von hierarchisch organisierten Strukturen miteinander verknüpfter Bausteine sind viele neue Eigenschaften bzw. Eigenschaftskombinationen zu erwarten, die sowohl von den spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften der molekularen oder nanoskaligen Bausteine als auch von der Art und Geometrie der Verknüpfung determiniert werden.

Zur Umsetzung dieses Konzepts ist es zum einen notwendig molekulare oder nanoskalige Bauteile ("Designer-Moleküle") mit definierter Form, spezifischer Funktionalität und definierter räumlicher Anordnung der Verknüpfungsstellen zu synthetisieren. Die zweite Komponente des "molekularen Lego®" ist die Verknüpfung der Bausteine in einer vorgegebenen Sequenz und räumlichen Anordnung zu Strukturen der nächsten Hierarchieebene.

Im Forschungsbereich angewandte anorganische Chemie des Instituts für Materialchemie werden anorganisch-organische Hybridmaterialien untersucht die nach diesem Konzept aufgebaut werden. Durch Kombination anorganischer und organischer Baugruppen resultieren Materialien in denen Eigenschaften anorganischer und organischer Materialien synergetisch miteinander kombiniert sind.

Die Eigenschaften von Hybridmaterialien der 1. Generation werden fast ausschließlich durch die Eigenschaften der Bausteine bestimmt. Eine Weiterentwicklung ist zu einen durch gezieltes Design der Bausteine möglich, speziell solchen mit interessanten intrinsischen Eigenschaften (z.B. magnetische oder optische Eigenschaften). Eine zweite Herausforderung ist die molekularen oder nanoskaligen Designer-Bausteine anhand einer "chemischen Blaupause" in ein Gesamtsystem zu integrieren, in dem jede Komponente spezifisch lokalisiert ist und, synergetisch mit anderen Komponenten, eine spezifische Funktion erfüllt. Die Forschungsgruppe angewandte anorganische Chemie ist in beiden Teilbereichen, die teilweise ineinander greifen, tätig.

Die Gruppe um Ulrich Schubert hat sich durch neue methodische Konzepte und Untersuchungen zu chemischen Grundlagen eine führende Rolle auf dem Gebiet anorganisch-organischer Hybridmaterialien erarbeitet.

Wichtige Publikationen:
F. Palacio, P. Oliete, U. Schubert, I. Mijatovic, N. Hüsing, H. Peterlik, "Magnetic behaviour of a hybrid polymer obtained from ethyl acrylate and the magnetic cluster Mn12O12(acrylate)16", J. Mater. Chem. 14, 1873 (2004)
V. Torma, H. Peterlik, U. Bauer, W. Rupp, N. Hüsing, S. Bernstorff, M. Steinhart, G. Goerigk, U. Schubert, "Mixed silica titania materials prepared from a single-source sol-gel precursor: A time-resolved SAXS study of the gelation, aging, supercritical drying, and calcination processes", Chem. Mater. 17, 3146 (2005)
U. Schubert, "Organically Modified Transition Metal Alkoxides - Chemical Problems and Structural Issues on the Way to Materials Syntheses", Acc. Chem. Res. 40 (9), 730-737 (2007)

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AG Gottfried Strasser

Institut für Festkörperelektronik (Fakultät für Elektrotechnik & Informationstechnik)

Die Beherrschbarkeit von Quantenphänomen ist stark an eine kontrollierte robuste Herstellbarkeit der dazu notwendigen Quantenmaterialien gekoppelt. Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es, Festkörpermaterialien so zu kombinieren, dass damit nanostrukturierte Quantenbauelemente realisiert werden können (quantum engineering). Der Bogen spannt sich hier von der Konzeption (design) über das Wachstum (bottom up) und die Strukturierung (top down) bis zur Anwendung der Quanteneffekte (quantum devices).
Die Aktivitäten der Gruppe sind im Bereich der Materialwissenschaften anzusiedeln (materials engineering und electrical engineering) und liefern sowohl Konzepte für die Grundlagenforschung (Quantenpunkte, photonische Kristalle) als auch angewandte Komponenten (Quantenkaskadenlaser, Quantenpunktdetektoren). Eine kontrollierte Herstellung und Adressierung von Nanostrukturen kann als Voraussetzung für Grundlagenuntersuchungen von auf Festkörpern beruhenden Quantenphänomenen und im Weiteren für die Herstellung von Quantenbauelementen angesehen werden.

Zentrale Arbeitsgebiete der Gruppe von G. Strasser am fke und ZMNS sind zurzeit:
Wachstum und Herstellung von aktiven Quantenbauelementen wie MIR- und THz- Quanten-Kaskaden-Laser (QCLs)
Kombination von Quanten-Punkt-Strukturen und bereits existierenden opto-elektronischen Bauelementen, gezieltes Ordnen und Ansprechen der Quantenpunkte
Entwicklung neuartiger Materialkombinationen (Gruppe IV und Gruppe III-V Verbindungshalbleiter) für elektronische und optoelektronische Anwendungen (Nanodrähte, Quantenstäbe, Quantenpunkte …)
Wechselwirkungen in Festkörperquantensystemen (photonische Kristalle, Quantenpunkte und Licht)

Die Gruppe von Gottfried Strasser gehört zu den international führenden Forschergruppen auf dem Gebiet des Materials Engineerings für Intersubband-Bauelemente mit mehr als 150 wissenschaftlichen Publikationen und mehr als 50 eingeladenen Vorträgen während der letzten 5 Jahre. Die Gruppe ist neben mehreren EU-Projekten in beide SFBs der TU Wien integriert (ADLIS und IR-ON) und koordiniert ein Verbundprojekt der österreichischen Nanoinitative (PLATON).

Schlüsselpublikationen:
S. Schartner, S. Golka, C. Pflügl, W. Schrenk, A.M. Andrews, T. Roch, G. Strasser, "Band Structure Mapping of Photonic Crystal Intersubband Detectors", Appl. Phys. Lett. 89, 151107 (2006)
S. Golka, C. Pflügl, W. Schrenk, G. Strasser, C. Skierbiszewski, M. Siekacz, I. Grzegory, S. Porowski, "Negative differential resistance in dislocation-free GaN/AlGaN double-barrier diodes grown on bulk GaN", Appl. Phys. Lett. 88, 172106 (2006)
M. Austerer, C. Pflügl, S. Golka, W. Schrenk, A. M. Andrews, T. Roch, G. Strasser, "Coherent 5.35 µm surface emission from a GaAs-based distributed feedback quantum cascade laser", Appl. Phys. Lett. 88, 121104 (2006)
D. Stehr, C. Metzner, M. Helm, T. Roch, G. Strasser, "Resonant Impurity Bands in Semiconductor Superlattices", Phys. Rev. Lett. 95, 257401 (2005)

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AG Karl Unterrainer

Institut für Photonik & Zentrum für Mikro- und Nanostrukturen (Fakultät für Elektrotechnik & Informationstechnik)

Das Forschungsziel unserer Gruppe sind quantenoptische Experimente in Halbleiter-Nanostrukturen als auch die Anwendung neuer optischer Effekte in neuen Materialien, um den Spektralbereich zwischen Photonik und der Elektronik technologisch zu erschließen. Diese zwei Forschungsbereiche sind sehr stark miteinander verknüpft und profitieren sehr stark vom Fortschritt des jeweilig anderen Gebietes in einer unvergleichlichen Weise. Die Entdeckung neuer optischer Effekte in Halbleiterstrukturen ermöglicht die Entwicklung neuer kohärenter Quellen, die die Möglichkeiten der Quantenoptik wiederum erweitern. Die Verwendung von Übergängen zwischen quantisierten Energieniveaus bei der Entwicklung von Quantum Cascade Lasern erlaubt die Generation von Licht, dessen Wellenlänge zum Beispiel genau auf die Übergangsenergien von selbstorganisierten Quantenpunkten abgestimmt ist.

Die Fortschritte, die wir auf dem Gebiet der Entwicklung von kohärenten Lichtquellen zwischen der Photonik und Elektronik in den letzten Jahren gemacht haben, eröffnen auch die Möglichkeiten für neue Untersuchungsmethoden: THz- Imaging und "Microspectroscopy". Während THz-Imaging sehr viele medizinische und technische Anwendungen hat, bietet "Microspectroscopy" wiederum die Möglichkeit Grundlagenuntersuchungen an Nanomaterialien durchzuführen. Diese Methode hat sehr großes Potential bei der Untersuchung von Halbleiter-Quantenpunkten aber auch bei organischen Materialien bis hinunter zu Makromolekülen und sogar in der Mikrobiologie, weil resonante Übergänge ( zwischen quantisierten Zuständen oder Schwingungsmoden) untersucht werden können.
Im Zentum stehen Untersuchungen von einzelnen Quantenpunkten, die nicht nur wichtige Bausteine für zukünftige photonische Bauelemente sondern auch ein vieldiskutiertes System für die Quanten–Informationsverarbeitung sind.

Die Gruppe von Karl Unterrainer gehört zu den führenden Gruppen in der THz-Technlogie sowie der zeitaufgelösten Spektroskopie von Nanostrukturen. Wir sind die erste Gruppe, die zeitaufglöste THz Spektroskopie mit Phasenauflösung in Halbleiter-Nanostrukturen durchgeführt hat. Die Gruppe koordniert den FWF SFB IR-ON "Infrared Optical Nanostructures" der Wiener Universitäten und der Johannes Kepler Universität Linz.

Schlüsselpublikationen:
T. Müller, G. Strasser, and K. Unterrainer, "Ultrafast spectral hole burning spectroscopy of exciton spin flip processes in InAs/GaAs quantum dots", Appl. Phys. Lett. 88, 192105 (2006)
J. Darmo, V. Tamosiunas, G. Fasching, J. Kröll, K. Unterrainer, "Imaging with a Terahertz quantum cascade laser", Optics Express Vol. 12, 1879-1884 (2004)
V. Tamosiunas, R. Zobl, J. Ulrich, K. Unterrainer, R. Colombelli, C. Gmachl, F. Capasso, K. West, L. Pfeiffer, "Terahertz Quantum Cascade Lasers in a Magnetic Field", Applied Physics Letters, 83, 3873 (2003)
F. Eickemeyer, R. Reimann, M. Woerner, T. Elsaesser, S. Barbieri, C. Sirtori, G. Strasser, T. Müller, R. Bratschitsch, K. Unterrainer, "Ultrafast coherent electron transport in semiconductor quantum cascade structures", Phys. Rev. Lett. 89, 047402 (2002)

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