BaCaTeC-Summerschool 2005
Prof. Dr. Alfred Forchel
Technische Physik
Universität Würzburg
Halbleiternanophotonik – Technologien, Physik und Anwendungen
24. - 30. Juni 2005, Universität Würzburg
Nanoskalige Technologien, Physik und Bauelemente auf der Basis von Nanomaterialien sind in den letzten zehn Jahren in vielen Hochtechnologiebereichen in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Die Sommerschule gibt einen Überblick zum Stand von Nanostrukturierungstechnologien, physikalischen Effekten, Bauelementen und zukünftigen Anwendungen im Bereich der Nanophotonik. In nanophotonischen Bauelementen werden nanostrukturierte aktive Materialien zur Lichterzeugung und Lichtdetektion eingesetzt. Gleichzeitig können durch Nanostrukturierungsverfahren neuartige Wellenleiterkonzepte realisiert werden. Nanophotonische Bauelemente zeichnen sich durch ihre Kompaktheit bzw. neue Funktionalität gegenüber bisherigen Bauteilen aus.
Die Sommerschule stellt neue Forschungsergebnisse zu Halbleiterquantenpunkten und – quantendrähten, elektronischen und photonischen Effekten in Halbleiternanostrukturen sowie hierauf basierenden Bauelementen und Informationsübertragungskonzepten vor. Das Programm umfasst Vorträge zur Herstellung von Halbleiternanostrukturen (Selbstorganisation, Epitaxie neuer Materialsysteme für photonische Anwendungen), zur Realisierung von nanostrukturierten Bauelementen (Elektronenstahllithographie, Ätzverfahren), zu physikalischen Effekten (Einzelquantenpunkt Spektroskopie, Licht-Materie Wechselwirkung), zu nanophotonischen Bauelementen (Quantenpunktlaser, photonische Kristallbauelemente) und zu zukünftigen Anwendungsbereichen (Einzelphotonenquellen, Quanteninformationsprozesse).
Die internationale Sommerschule wird vom Bayerisch Kalifornischen Technologie Zentrum gefördert. International hervorragende Wissenschaftler behandeln ausgewählte Schlüsselgebiete der Nanophotonik in Übersichtsvorträgen. Das Programm erlaubt und fördert ausführliche Diskussionen zwischen Studenten und Vortragenden. Im Rahmen einer Postersitzung erhalten die Studenten die Möglichkeit eigene Resultate zu präsentieren. Vorträge und Diskussionen der Sommerschule finden in Englisch statt.
Die beiden Organisatoren der Sommerschule stehen gerne für weitere Informationen zur Verfügung. Für eine begrenzte Anzahl von Studenten können Mittel für eine anteilige Förderung der Teilnahmekosten zur Verfügung gestellt werden.
Abschlussbericht
Die zweite internationale BaCaTeC-Sommerschule fand vom 26. Juni bis zum 1. Juli in Würzburg zum Thema „Halbleiternanophotonik – Technologien, Physik und Anwendungen“ statt. An der Sommerschule nahmen 67 Wissenschaftler aus 7 Ländern teil (Kalifornien: 17, Würzburg: 22, restliches Deutschland: 13, Frankreich: 1, Japan: 2, Kanada: 7, Polen: 3, Russland: 1, USA (ohne Kalifornien): 1). Der überwiegende Teil der Teilnehmer waren Doktoranden, deren Arbeitsgebiete nahe am Thema der Sommerschule lagen. Es nahmen jedoch auch 23 promovierte Teilnehmer, zwei davon aus der Industrie, teil. Für die Teilnehmer aus Kalifornien und Bayern wurden insgesamt 10 Stipendien zur Unterstützung der Reisekosten und für die Unterkunft und Verpflegung vergeben.
Der wissenschaftliche Teil der Sommerschule startete am 26. Juni mit zwei Vorträgen zu Nanophotonischen Materialen. Während der erste Vortrag den Einfluss räumlicher Lokalisierung auf die physikalischen Eigenschaften von Ladungsträgern und Photonen zum Thema hatte, wurde im zweiten Vortag das Wachstum von Nanodrähten sowie deren optische und elektronische Eigenschaften behandelt. Am zweiten Tag wurde ein detaillierter Überblick über Konzepte, Fabrikationsverfahren und Eigenschaften von photonischen Kristallen gegeben. Darüber hinaus wurden die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten photonischer Kristalle vorgestellt. Im weiteren Verlauf der Sommerschule wurde die epitaktische Herstellung von Halbleitermaterialien mit gezielt eingestellten photonischen Eigenschaften vermittelt. Einen Schwerpunkt der Sommerschule bildeten die Herstellung, die physikalischen Eigenschaften und das hohe Anwendungspotential von Quantenpunkten. Als wichtiger Anwendungsbereich von Quantenpunkten wurden Halbleiterlaser und deren Einsatz in der modernen Telekommunikation vorgestellt. Die Laserthematik wurde durch einen Einblick in die Herstellung und Charakterisierung von ultraschnellen Lasern bzw. Hochleistungslasern abgerundet. In der zweiten Wochenhälfte wurden weiterhin neuartige, photonische Konzepte zur Quanteninformationsverarbeitung vorgestellt und detailliert diskutiert. Hierbei kamen beispielsweise Einzelphotonenquellen sowie die mögliche Speicherung von Licht durch gezielte Reduzierung der Lichtgeschwindigkeit zur Sprache. Für die Vermittlung dieser komplexen Inhalte auf höchstem Niveau konnten insgesamt 16 international anerkannte Wissenschaftler aus fünf Ländern gewonnen werden.
Das wissenschaftliche Programm der Sommerschule wurde durch eine Postersitzung abgerundet. In der Postersitzung wurden von den beteiligten Doktoranden und Postdocs 34 Poster zu aktuellen Arbeiten aus dem Bereich Nanophotonik vorgestellt. Im Anschluss an die Postersitzung nahmen viele Teilnehmer das Angebot einer Führung durch das dem Lehrstuhl für Technische Physik in Würzburg angegliederte Mikrostrukturlabor wahr.
Wie bereits im Vorjahr stieß auch die diesjährige Sommerschule auf hohes Interesse von Seiten der Industrie. Neben der finanziellen Unterstützung durch die Firmen Osram Opto Semiconductors und nanoplus, deren Tätigkeitsfeld im Bereich der Nanophotonik liegt, wurde die Sommerschule durch wissenschaftliche Beiträge der Firmen nanoplus und NL Nanosemiconductor bereichert.
Das Rahmenprogramm umfasste neben einem Ausflug nach Rothenburg ob der Tauber mit anschließendem Abendessen in Castell eine Weinprobe und verschiedene gemeinsame Abendessen in Würzburg. Des Weiteren bestand die Möglichkeit, an einem Abendkonzert im Rahmen des Mozartfestes im Residenzgarten teilzunehmen. Das Rahmenprogramm kam bei den Gästen sehr gut an und bot vor allem den internationalen Gästen einen vielseitigen Einblick in die lokale Kultur und die fränkische Küche. Ebenso förderte es den Informationsaustausch zwischen den Studenten und den Rednern.