Photonische Materialien
Werbung
Prof. Christian von Borczyskowski Photonische Materialien Vorlesung Montag 15:30 -17:00 Raum 2D 221 Vorlesung Sommersemester 2008 Prof. Dr. C. von Borczyskowski „Photonische Materialien“ Raum 2D 221, Montag 15:30 – 17:00 [email protected] Raum P 164 Tel 531 3 3035 Diese fakultative Veranstaltung richtet sich an Studierende aller naturwissenschaftlichen und ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtungen ab dem 5. Semester. Es werden solche organischen und anorganischen Materialien vorgestellt, die in der modernen Opto-Elektronik und molekularen Elektronik von Bedeutung sind. Dabei werden die physikalischen Aspekte und Anwendungen im Vordergrund stehen. Die folgenden Themen (mit geplanten Terminen) sollen behandelt werden: •Einführung in quantenmechanische Aspekte und experimentelle Verfahren (1) •Lumineszenz-Label (1) •Supramolekulare und biologische Systeme (1) •Halbleiter Nanopartikel und Plasmonen (2) •Quantum-Well-Strukturen (1) •Metallische Nanopartikel (2) •Solarzellen (1) •Organische Leuchtdioden (1) •Flüssige Kristalle (2) •Photonische Kristalle (2). In Abhängigkeit von den Interessen und Schwerpunkten der Zuhörer können spezielle Aspekte (auf Kosten anderer Gebiete) vertieft in der Vorlesung behandelt werden. In den Übungen bietet sich ebenfalls eine Vertiefung der Inhalte auch unter methodischen Gesichtspunkten an. Nach Vereinbarung können die Termine der Veranstaltung verlegt werden. Literatur Gerorg A. Reider: Photonik - Eine Einführung in die Grundlagen. Springer-Verlag, Wien, 2005 ISBN 3-211-21901-3. Bahaa E. A. Saleh und Malvin C. Teich: Fundamentals of Photonics. Wiley & Sons, 2007 ISBN 0-471-35832-0. H. Rigneault, J.-M. Lourtioz (eds.) Nanophotonics. Iste, 2006 K. Horiwe, H. Ushiki, F.M. Winnik Molecular Photonics Wiley – VCH, 2000 R. Menzel Photonics. Springer, 2007 W. Zinth, U. Zinth Optik. Oldenbourg Verlag, 2005 http://www.nanophotonic-materials.de/ F. Cichos, Univ. Leipzig: Vorlesungen Photonik; Einzelmolekülspektroskopie Aspekte •Quantenmechanik •Lineare und Nicht-Lineare WW Strahlung Materie •Spektroskopie •Photochemische- und Photophysikalische Aspekte •Optoelektronik Materialien Introduction Quantum dot 0D E Bulk 3D E E1/2 N(E) N(E) Core/shell QD Optical tunability Increased quantum efficiency Quantum Dot Discrete electronic energies Extended semiconductor Continum of electron energies h 2 π 2 ⎜⎛ 1 1 + E 1 s1 s = E g + 2 R 2 ⎜⎝ m *e m *h ⎞ ⎟ − 1 . 786 ⎟ ⎠ Small e2 + polarization term at the ε2 R surface Bandgap Engineering Energy Electron-hole pair CdSe ZnS CB EB EG,Bulk VB Size dependence Photonische Kristalle OPAL Elektronische Zustände Kasha Regel Elektronische Orbitale Lone - pair Orbitale Energiezustände Intersystem Crossing / Internal Conversion 2 Pi - Elektronenzustände Âbsorption / Emission Vibronische Potenziale Gekoppelte Elektronische Zustände Reaktinskoordinaten Verteilung von Energiezuständen Înhomogene Linienverbreiterung Einzelne Moleküle Absorption / Emission Kohärenz / Inkohärenz Einzelne Photonen Photonen Korrelation intensity autocorrelation g(τ ) = I(t)I(t + τ ) I(t) 2 • photon bunching •Photon Antibunching Korrelation Elektronische Zustände Kasha Regel Linienbreiten / Kohärenz Homogene / Inhomogene Linienbreiten Beiträge zu Linienbreiten Bloch-Gleichungen Rabi Oszillation Rabi Oszillation Zwei-Niveausysteme: FVH Phasenbeziehungen Hahn Echo
