Spin-kontrollierte Laserdioden

Type of Funding: Foundation Funding, Mercator Research Center Ruhr

Abstract:
Die Nutzung des Elektronenspins als Informationsträger ist eine der Strategien für die zukünftige Informationstechnologie, da die Grenzen des Moore'schen Gesetzes in absehbarer Zeit erreicht werden. Insbesondere hat sich die Spin-Optoelektronik als vielversprechendes Forschungsgebiet etabliert. Dabei zeigt sich, dass das enorme Potential dieser Spin-Optoelektronik nur mit Spin-kontrollierten Halbleiter-Diodenlasern erschlossen werden kann. Ziel des Projektes ist daher die Realisierung des weltweit ersten elektrisch gepumpten Raumtemperatur-Spinlasers. Unser Konzept dafür ist ein kantenemittierender Diodenlaser mit aktiver Region aus Volumenmaterial oder aus speziell entworfenen Quantenpunkten, um eine polarisationsunabhängige optische Verstärkung zu erzielen, die dann gezielt durch Spininjektion manipuliert bzw. eingestellt werden kann. Die Expertisen der beteiligten Gruppen ergänzen sich perfekt zur Bearbeitung dieses Forschungsthemas. Die Teilaufgaben verteilen sich wie folgt: die Gruppe Hofmann übernimmt das Strukturdesign (Aufbau des aktiven Bereichs, Injektor) und die optische Charakterisierung. Die Gruppe Wieck übernimmt das Nanodesign der Schichtfolgen durch bandgap-engineering sowie der Formgebung von Quantenpunkten und dann die Realisierung durch Halbleiterwachstum, -Prozessierung und Transport-Charakterisierung, bevor die Gruppe Wende die ferromagnetischen n-Kontakte (z.B. Fe3Si-Schichten) mit MgO-Tunnelbarriere aufbringt.

Project Website

Contact Person at UA Ruhr:
Prof. Dr. Martin Hofmann, Ruhr-Universität Bochum

UA Ruhr Researchers:
Prof. Dr. Heiko Wende, University of Duisburg-Essen
Prof. Dr. Andreas Wieck, Ruhr-Universität Bochum

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