Badanie materiałów nanostrukturalnych
Wykorzystanie elektronów, dziur i ekscytonów kwantowo ograniczonych w trzech wymiarach w mikrokryształach półprzewodnikowych, znanych jako kropki kwantowe, może znacząco ulepszyć urządzenia optoelektroniczne. Oczekuje się, że prądy progowe i czułość temperaturowa laserów półprzewodnikowych ulegną znaczącemu zmniejszeniu wraz z użyciem kropek kwantowych z uwagi na ich w pełni skwantowane stany elektronowe. Podczas prac badawczych przeprowadzonych w ramach projektu NANOMAT skupiono się na poprawieniu właściwości optycznych samozorganizowanych kropek kwantowych w arsenku indu (InAs), biorąc pod uwagę oddziaływania ekscyton-fonon. Samozorganizowane kropki kwantowe charakteryzują się jednolitym rozmiarem, wysoką gęstością numeryczną i, co ważniejsze, wysoką wydajnością emisji, ciągle poprawianą w celu osiągnięcia przewidywanej skuteczności lasera. Liczne pomiary samozorganizowanych kropek kwantowych przeprowadzone z wykorzystaniem fotoluminescencji i spektroskopii Ramana w laboratoriach Uniwersytetu Antwerpskiego wykazały zaskakująco wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia przejść optycznych wspomaganych fononowo. Wzmocnienie natężenia w pasmach bocznych drgań fononowych, szczególnie przy zmniejszeniu rozmiaru kropki kwantowej, nie może być modelowane teoretycznie przy użyciu zazwyczaj stosowanej aproksymacji adiabatycznej. Efekty nieadiabatyczne prowadzące do zmieszania stanów ekscytonów i fononów dostarczyły danych niezbędnych do interpretacji wyników eksperymentów, które potem mogły zostać wykorzystane w projekcie urządzenia laserowego. Następnie, korzystając z nowej teorii przejść optycznych wspomaganych fononowo w półprzewodnikowych kropkach kwantowych, osiągnięto odpowiedni opis widma optycznego półprzewodnikowych kropek kwantowych. Wspólne wysiłki partnerów projektu NANOMAT miały na celu zapewnienie teoretycznego wsparcia dla projektu zaawansowanych diod laserowych o zwiększonej niezawodności, które w niedalekiej przyszłości mogą być stosowane w telekomunikacji.
