Doktorandenstelle

Quantenphotonik / Nano-Photonik / Tieftemperatur-Physik

Doktorandenstelle im „Laboratory of Photonics and Quantum Measurements“
Thematisch befasst sich unsere Forschungsgruppe mit neuen Anwendungen von Mikroresonatoren. Diese Strukturen dienen zum speichern von Licht auf kleinstem Raum und finden Anwendungen in sowohl angewandten wie auch fundamentalen Studien, wie z.B. Laser, Nichtlineare Optik, Quanten-Elektrodynamik, Einzelphonenquellen für die Quanten-Informationstechnologie bis hin zu biochemische Sensoren. In den vergangen Jahren hat unsere Gruppe am MPQ mehrere Forschungsprojekte lanciert, die sich die Mikroresonator Technologie zu nutze machen und eine Anzahlt vielversprechender und interessanter Resultate geliefert haben.

Der erste Themenbereich der Forschungsgruppe beinhaltet die Untersuchung von Lichtkraft induzierter Kopplung von mechanischen und optischen Freiheitsgeraden, welches Teil sind des neuen Forschungsfeldes der „Quanten Optomechanik“.1,2 Die Wechselwirkung von mechanische Freiheitsgraden und Licht erlaubt dabei viele fundmentale Einsichten. Unter anderem Gilt unser Augenmerk der Möglichkeit einen mechanischen Freiheitsgrad in den Quanten Grundzustand zu kühlen1,3,4 und somit „Quantenmechanik“ im wahrsten Sinne des Wortes zu studieren. Wichtige Schritte sind uns bereits gelungen und wir erwarten in den kommenden Jahr in dieses neue Regime der Quantenoptomechanik vorzudringen. Dieses Projekt umfasst viele Facetten, Mikrofabrikation, Laserphysik, Quantenoptik und Kryonenik. Da es sich um ein gerade erst entstehendes Forschungsfeld handelt gibt es viele bisher ungeklärte Fragestellungen.

Das zweite Forschungsthema befasst sich mit einer neuen Methode der Generation von optischen Frequenzkämmen mittels chip basierter Mikrokavitäten6,7. Frequenzkämme – für dessen Erfindung 2005 der Nobelpreis an Hall and Haensch verliehen wurde – sind in der Physik von breitem Interesse und werden beispielsweise in der Metrologie, der Laser Spektroskopie, der Sensorik, der Telekommunikation, sowie der Kalibration von Astrophysikalischen Instrumente verwendet. Eine kürzlich von k-Lab entdeckte Methode erlaubt nun diese Frequenzkaemme auf einem Chip zu Erzeugen.

Ein drittes Thema des Forschungsteams ist die Benutzung von Mikrokavitäten zur Detektion von biochemischen Molekülen mit dem Ziel des Einzel-Molekül Nachweises. Dieses Projekt ist an der Schnittstelle der Biophysik und Optik angesiedelt und bietet interessante Perspektiven der Mitarbeit, gerade im Hinblick auf die hohe Interdisziplinarität. Eine enge Kooperationen mit Biophysikern ist bereits vorhanden.

Unsere Experimente finden an der Schnittstelle zwischen Physik, Quantenoptik und der Biophysik statt, verbinden Theorie mit Experiment und erlauben ein breites Spektrum an Kenntnissen zu erwerben (Theorie, Simulation, Mikro und nano-Fabrikation, Quantenoptik,…). Erhebliche Forschungsmittel sind bereitgestellt für die oben genannten Forschungsprojekte durch den European Research Council Starting Grant und erlauben somit ein attraktives Umfeld der Promotion für interessierte Stipendiatinnen und Stipendiaten.

Die EPFL gehört zusammen mit der ETH Zürich zu den beiden Eidgenossischen Technischen Hochschulen der Schweiz und genießen international eine hohe Reputation mit exzellenter Ausstattung. Die EPFL ist in Lausanne direkt am Genfer See gelegen unweit von Genf und Montreux (Siehe obige Abbildung). Lausanne gehört zu dem Französisch sprachigem Teil der Schweiz und genießt neben sehr hoher Lebensqualität eine unmittelbare Anbindung an die Alpen und ein attraktives landschaftliches und kulturelles Umfeld. Die Doktorandenstellen werden mit einem angemessenen Salär vergütet.