Kurzbeschreibung
Das optische Infrarot Setup (OIS) ermöglicht die spektroskopische Untersuchung der optischen Antwort (Lumineszenz) von Halbleitermaterialien und entsprechenden Mikro- oder Nanostrukturen. Im Kern besteht das OIS aus zwei separaten Anregungspfaden für unterschiedliche Wellenlängenbereiche, einem Kryostat- und Positionierungssystem für die zu untersuchende Probe sowie dem Detektionspfad. Zur Anregung der Photolumineszenz stehen mehrere Laser mit fixer Wellenlänge im sichtbaren Bereich (aktuell 440, 473 und 650 nm) sowie ein durchstimmbares Pikosekundenlaser-System für den Telekom Wellenlängenbereich von 1260 nm bis 1675 nm zur Verfügung. Das jeweilige Laserlicht wird mittels eines Objektivs auf die Probe fokussiert. Das Kryostat- und Positionierungssystem ermöglicht dabei Studien bei variabler Probentemperatur von 4,2 Kelvin bis 500 Kelvin und eine Positionierungsgenauigkeit von < 250 nm. Das Lumineszenz-Signal wird über dasselbe Objektiv gesammelt und in den Detektionspfad geleitet. Der im OIS detektierbare Wellenlängenbereich erstreckt sich grundsätzlich von 800 nm bis 1700 nm wobei das Setup auf den Telekom Wellenlängenbereich optimiert ist. Das von der Probe emittierte Licht wird über ein Gitterspektrometer spektral aufgespalten und auf einen Flüssigstickstoff-gekühlten InGaAs Zeilendetektor geleitet der die Spektren aufgezeichnet. Für zeitaufgelöste und -korrelierte Messungen bietet der Detektionspfad weiters einen Glasfaser Link zu einem Einzel-Photonen-Detektionssystem.
Ansprechperson
Moritz Brehm
Research Services
Photolumineszenzspektroskopie von Lichtquellen, die im Telekom Wellenlängenbereich emittieren.
Bei möglichem Interesse bitte um Kontaktaufnahme unter: moritz.brehm@jku.at
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
Mit Hilfe des optischen Infrarot-Setups werden vorwiegend Halbleiter und Halbleiternanostrukturen im Bezug auf deren Lichtemission (mittels Photolumineszenz und Elektrolumineszenz) untersucht. Die bestehende Expertise der Betreuer des OIS besteht dabei auf den optischen und optoelektronischen Untersuchungen von Gruppe-IV Halbleitermaterialien (Siliziumphotonik) und anderen Halbleiterstrukturen (z.B. Gruppe III-V Nanostrukturen), die im nahen Infrarot bis zu einer Wellenlänge von rund 1650 nm Licht emittieren.
FWF Einzelprojekt: Silicon Color Centers: Vertical position control and electrical driving of Si telecom quantum light emitters
FWF CoE "Quantum Science Austria" Discovery Projekt: Deterministic integration of silicon color centers as scalable key resources for telecom quantum networks
FFG "Quantum Austria" Projekt: Vanadium in silicon carbide electronic and photonic enhancement structures for qudit quantum computing