| Zugriffsnummer | 54201 |
| Dokumenttyp | Dissertation |
| Sprache | Deutsch |
| Titel | Untersuchung von Farbzentren in Diamant und kolloidalen Halbleiter-Quantenpunkten für die Anwendung in der Radiometrie kleiner Photonenflüsse |
| Autor(in); Institution | |
| Quelle/Jahr | (2024), IX, 131 S. |
| Schriftenreihe | PTB-Bericht PTB-Diss-7 |
| Dissertationsvermerk | Dissertation, Technische Universität Braunschweig, 2024 |
| Herausgeber(in) |
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
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| ISSN | 2941-1297 |
| ISBN | 978-3-944659-37-4 |
| DOI | |
| Berichtsnummer | PTB-Diss-7 |
| Verlag | Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt |
| Freie Schlagworte | Einzelphotone ; Konfokales Mikroskop ; Quantenradiometrie ; NV-Zentrum ; GeV-Zentrum ; SnV-Zentrum ; CdSe/CdS-Quantenpunkt ; winkelabhängige Emission ; Quanteneffizienz |
| Zusammenfassung | Für die Quantenradiometrie wird die Realisierung von effizienten Einzelphotonenquellen benötigt. Farbzentren in Diamanten und kolloidale Kern-Schale-Quantenpunkte stellen Kandidaten für stabile Einzelphotonenemission bei Raumtemperatur dar. Proben auf Basis dieser Emitter wurden im Rahmen dieser Arbeit hinsichtlich ihrer Eignung für die Quantenradiometrie untersucht. NV-Zentren in Nanodiamanten und Kern-Schale-Quantenpunkten auf Basis von CdSe/CdS wurden mittels Back-Focal-Plane-Imaging auf die winkelabhängige Abstrahlcharakteristik ihrer Emission untersucht. Die Ergebnisse wurden mit einem analytischen Modell der winkelabhängigen Emission verglichen und dabei wurde eine gute Übereinstimmung von Modell und Experiment festgestellt. Weiterhin wurden GeV-Zentren und SnV-Zentren in Diamant metrologisch hinsichtlich der Einzelphotonenemission charakterisiert. In die Oberfläche des Diamanten mit den GeV-Zentren wurden Festkörper-Immersionslinsen mittels eines fokussierten Ionenstrahls geschnitten. Die Emission eines GeV-Zentrums unter einer Immersionslinse wurde untersucht. Einzelphotonenemission konnte durch die Messung der Korrelationsfunktion zweiter Ordnung nachgewiesen werden. Die Erhöhung der Zählrate durch die Immersionslinse lag bei einem Faktor von etwa 3 bis 4. Die Emission war über einen Zeitraum von mehr als 5 h stabil bezüglich des Photonenflusses. Eine quantenradiometrische Anwendung der Einzelphotonenquelle wurde durch die relative Kalibrierung der Detektionseffizienzen zweier SPAD-Detektoren umgesetzt, wobei die Faseraustauschtechnik verwendet wurde. Durch die spektrale Einschränkung des detektierten Lichtes auf die Nullphononenlinie wurde die Einzelphotonengüte erhöht. Es konnte eine relative Standardunsicherheit von 0,86% in der Kalibrierung erreicht werden und ein Vergleich mit der Standardmethode unter Ausnutzung von abgeschwächtem Laserlicht ergab einen Nachweis für metrologische Äquivalenz der Ergebnisse. |
| Kostenfreier Zugang | Freier Zugang |
Zitierung
Christinck, J. (2024). Untersuchung von Farbzentren in Diamant und kolloidalen Halbleiter-Quantenpunkten für die Anwendung in der Radiometrie kleiner Photonenflüsse [Dissertation, Technische Universität Braunschweig, 2024]. Braunschweig: Physikalisch-Technische Bundesanstalt. https://doi.org/10.7795/110.20241008