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 borczyskowski@physik.tu-chemnitz.de 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 E Bulk 3D E 1/2 Quantum dot 0D E N(E) N(E) Core/shell QD Optical tunability Increased quantum efficiency Extended semiconductor Continum of electron energies Quantum Dot Discrete electronic energies E h 2 π 2 1 1 = + + 1 s1 s E g 1. 786 2 R 2 m * m * e h e 2 ε 2 R + Small polarization term at the surface
Bandgap Engineering Electron-hole pair CdSe ZnS Energy CB VB E B E G,Bulk 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