Graphen-basierte aktive Terahertz-Photonik

Graphen ist ein einzigartiges nichtlineares Material für schaltbare photonische Anwendungen im THz- und fernen Infrarot-Frequenzbereich. Obwohl Quellen und Detektoren für THz Strahlung verfügbar sind, fehlen viele aktive und passive Bauelemente. Daher kann das volle Potential des THz Bereichs bisher noch nicht voll ausgeschöpft werden. Auf diesem Forschungsgebiet wird das nichtlineare elektromagnetische Verhalten von Graphen und Graphen-basierten Metamaterialien untersucht, mit dem Ziel, aktive und verstellbare optische Bauteile für den THz Bereich zu entwickeln. Die Forschungsarbeit erweitert das Verständnis des Wechselspiels zwischen elektromagnetischen und elektrischen Eigenschaften von Graphen um Graphen für Anwendungen in THz-Photonik und Optoelektronik nutzbar zu machen. Im Besonderen wird ein phänomenologisches semiklassisches Boltzmann-Modell des Ladungstransports in Graphen aus einer hydrodynamischen Herangehensweise entwickelt um ein umfassende numerische Beschreibung nichtlinearer elektromagnetischer Phänomene in Graphen-basierten Nanostrukturen im THz Bereich zu gestatten. Eine erfolgreiche Umsetzung der Projektziele wird die Entwicklung und das Design neuartigen Graphen-basierter und besonders nichtlinearer THz optoelektronischer Bauelemene ermöglichen.