@PhdThesis{duepublico_mods_00082488,
  author = 	{Z{\"o}llner, Marcel},
  title = 	{Elektronen-Nichtgleichgewichtsdynamik in selbstorganisierten Quantenpunkten: Elektron-Elektron und Elektron-Photon Streuprozesse},
  year = 	{2024},
  month = 	{Oct},
  day = 	{30},
  abstract = 	{Quanteninformationstechnologien [Kimble08] erfordern ununterscheidbare Photonen mit langen Koh{\"a}renzl{\"a}ngen von einem einzigen Quantenemitter [M{\"u}ller14,Da Lio22]. Vielversprechende Kandidaten f{\"u}r diese Anwendung sind selbstorganisierte Quantenpunkte (QD) [Petroff01], die in eine Diodenstruktur eingebettet sind. Die schwache Tunnelkopplung der in dieser Arbeit verwendeten InAs-Quantenpunkte an ein Elektronenreservoir erlaubt die zeitliche Aufl{\"o}sung der Dynamik einzelner Elektronen [Beckel14,Kurzmann19]. Diese Nichtgleichgewichtsdynamik der Elektronen, der Auger-Meitner-Effekt und der interne Photoeffekt werden mit zeitaufgel{\"o}ster resonanter Fluoreszenz (RF) beobachtet. F{\"u}r das sogenannte Spin-Photon-Interface [Gao12,Javadi18] ist der gezielte Zugang zum Spinzustand des Elektrons, zum Beispiel durch die resonante Anregung zwischen dem einfach-besetzten Grundzustand und dem Trionzustand, von gro{\ss}er Bedeutung. Die Auger-Rekombination [Kurzmann16a], der interne Photoeffekt [Lochner21b] und der Elektroneneinfang durch Photoanregung [Kurzmann16c] sind Streuprozesse, die die Photonenkoh{\"a}renzl{\"a}nge reduzieren. In dieser Arbeit wird daher der Einfluss von elektrischen und magnetischen Feldern sowie der Energie der eingestrahlten Photonen auf die Raten der verschiedenen Streuprozesse diskutiert. Der Auger-Meitner-Effekt in Quantenpunkten [Kurzmann16a] ist ein nicht-strahlender Elektron-Elektron Streuprozess, bei dem die {\"U}bergangsenergie eines Elektron-Loch-Paares auf ein zweites Elektron {\"u}bertragen wird. Dieses verl{\"a}sst den Quantenpunkt und streut in einen energetisch deutlich h{\"o}heren Zustand im Leitungsband. Im {\"a}u{\ss}eren Magnetfeld ist die Spinentartung der Trion{\"u}berg{\"a}nge aufgehoben, sodass durch eine resonante zeitaufgel{\"o}ste Zwei-Farben Anregung beider Trionresonanzen die Auger-Rate als Funktion der Magnetfeldst{\"a}rke direkt bestimmt werden kann. Unerw{\"u}nschte Streuprozesse wie die Spin-Flip-Raman-Streuung werden durch diese verbesserte Methode gefiltert, sodass die Steigung der gemessenen exponentiell abfallenden Transienten direkt die Elektronenemissionsrate angibt. Wie bereits von Mannel et al. [Mannel23] beobachtet und hier mit mehr Datenpunkten und einer verbesserten direkten Bestimmung der Rate gezeigt wurde, nimmt die besetzungsunabh{\"a}ngige Auger-Rate mit steigender Magnetfeldst{\"a}rke um etwa eine Gr{\"o}{\ss}enordnung ab. Durch die pr{\"a}zise Einstellung des elektrischen Feldes und die Anpassung der Frequenz aufgrund des Stark-Effekts, konnte in dieser Arbeit die Tunneldynamik des Elektrons [Luyken99] und die Verbindung zur Intensit{\"a}t des Trion{\"u}bergangs mit hoher Aufl{\"o}sung untersucht werden. Das Verh{\"a}ltnis von Auger-Rate zur Tunnelrate bestimmt ma{\ss}geblich die Linienbreite und die Intensit{\"a}t der Trionresonanz. Zus{\"a}tzlich zu den Messungen der Trionresonanz durch die Frequenzverstimmung hat eine Simulation der zeitaufgel{\"o}sten Linienbreiten gezeigt, dass bereits nach etwa 0.2ms die Trionresonanz deutlich verbreitert ist. Der interne Photoeffekt in selbstorganisierten Quantenpunkten [Lochner21b], bei dem das Elektron durch Elektron-Photon Streuung in energetisch h{\"o}here Zust{\"a}nde gestreut wird, ist dem Auger-Meitner-Effekt sehr {\"a}hnlich. Beide Effekte begrenzen die Spinkoh{\"a}renz des Elektrons und unterdr{\"u}cken den strahlenden Trion{\"u}bergang, wobei die Zeit bis zur erneuten Anregung von der Tunneldynamik des Elektrons aus dem Elektronenreservoir in den Quantenpunkt abh{\"a}ngt. Um herauszufinden, welchen Einfluss die Energie des absorbierten Photons auf die Rate hat, mit der das Elektron den Quantenpunkt verl{\"a}sst, wurde die interne Photoemissions-Spektroskopie (iPES) entwickelt. Diese erlaubt die hochaufgel{\"o}ste Bestimmung der Photoemissionsrate als Funktion der eingestrahlten Laserfrequenz. In dieser Arbeit wurden einige interessante Ergebnisse diskutiert, wie zum Beispiel die phononenassistierte Anregung der Trionresonanz, die {\"u}ber den nicht-strahlenden Auger-Meitner-Effekt beobachtet werden konnte.},
  doi = 	{10.17185/duepublico/82488},
  url = 	{https://duepublico2.uni-due.de/receive/duepublico_mods_00082488},
  url = 	{https://doi.org/10.17185/duepublico/82488},
  file = 	{:https://duepublico2.uni-due.de/servlets/MCRFileNodeServlet/duepublico_derivate_00082032/Diss_Zoellner.pdf:PDF},
  language = 	{de}
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