Stephan W. Koch (nacido el 23 de mayo de 1953 [1] ) es un físico teórico alemán. Es profesor en la Universidad de Marburg y trabaja en la teoría de la materia condensada , los efectos de muchos cuerpos y la teoría del láser . Es mejor conocido por sus contribuciones fundamentales a las propiedades ópticas y electrónicas de los semiconductores , la óptica cuántica de semiconductores y los diseños de láser de semiconductores . La mayor parte de su trabajo de investigación se ha centrado en la física cuántica y el potencial de aplicación de las nanoestructuras de semiconductores.. Además de obtener conocimientos fundamentales sobre la teoría cuántica de muchos cuerpos, su trabajo ha proporcionado nuevas posibilidades para desarrollar, por ejemplo, tecnología láser, basada en simulaciones informáticas precisas . Su objetivo ha sido incluir de manera autoconsistente todos los efectos relevantes de muchos cuerpos para eliminar las aproximaciones fenomenológicas que comprometen la predictibilidad de los efectos y los diseños de dispositivos cuánticos.
Stephan W. Koch | |
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Nació | [1] | 23 de mayo de 1953
Nacionalidad | Alemania |
alma mater | Universidad de Frankfurt |
Conocido por | Ecuaciones de Bloch de semiconductores |
Premios | Premio Leibniz (1997) Premio de investigación Max Planck (1999) |
Carrera científica | |
Campos | Físico |
Instituciones | Universidad de Marburg |
Asesor de doctorado | Hartmut Haug |
Biografía
Stephan W. Koch estudió física en la Universidad de Frankfurt , se doctoró 1979 sobre la teoría del electrón - agujero gota nucleación en la fuertemente excitados semiconductores [2] bajo la supervisión del Prof. Hartmut Haug. Durante 1981-83, fue becario postdoctoral y científico visitante en IBM Research , San José / California y recibió habilitación en 1983 sobre la dinámica de las transiciones de fase de primer orden de equilibrio y no equilibrio , [3] del Departamento de Teoría Física de la Universidad de Frankfurt. Continuó su investigación activa tanto en Alemania como en EE. UU. Con la ayuda de becas de la Fundación F. Thyssen y del Programa Heisenberg de la Deutsche Forschungsgemeinschaft . En 1986, se convirtió en profesor en el Departamento de Física y el Centro de Ciencias Ópticas de la Universidad de Arizona en Tucson , AZ , y en 1989, aceptó una cátedra allí. En 1993, aceptó una cátedra de física teórica en la Universidad de Marburg , donde ha trabajado desde entonces. Stephan W. Koch tiene vínculos muy estrechos con los esfuerzos de investigación en el Optical Sciences Center de la Universidad de Arizona, donde ha sido profesor adjunto y colaborador activo desde 1994.
Principales temas de investigación
Stephan W. Koch ha trabajado en múltiples temas en el campo general de la óptica de semiconductores. Antes del año 1988, la descripción más avanzada de la óptica de semiconductores y los láseres se basaba principalmente en enfoques de ecuaciones de velocidad simplificadas que no pueden describir la cinética cuántica de desequilibrio de los electrones y huecos acoplados por Coulomb (vacantes electrónicas en la banda de valencia ). Para ir más allá de este enfoque, fue uno de los actores clave en el desarrollo de las ecuaciones de Bloch de semiconductores (abreviadas como SBE). [4] [5] Desde este avance, los SBE se han expandido para incluir sistemáticamente nuevos efectos de muchos cuerpos como el desfase inducido por excitación, [6] [7] efectos no markovianos y excitaciones de semiconductores con terahercios (abreviado como THz) campos. [8] La investigación de SBE todavía es muy activa, y los SBE son el enfoque más sofisticado y exitoso para describir las propiedades ópticas de los semiconductores que se originan a partir de la interacción clásica luz-materia.
A fines de la década de 1980, los sistemas de puntos cuánticos comenzaron a captar una atención de investigación significativa en todo el mundo debido a sus intrigantes propiedades de confinamiento cuántico . Él y sus compañeros de trabajo demostraron [9] el enfoque de interacción de configuración y su aplicación a las propiedades ópticas de semiconductores fuertemente confinados cuánticamente. Este enfoque se utiliza activamente para explicar las propiedades ópticas cuánticas de los sistemas de puntos cuánticos.
Varios de sus proyectos en curso se centran en problemas que surgen en el área de la óptica cuántica de semiconductores moderna , las microcavidades y la teoría del láser . [10] En este campo, Stephan W. Koch y sus colaboradores se han concentrado en explicar cómo se pueden describir las características cuánticas de la luz en relación con los semiconductores. La novedad y dificultad de esta investigación se deriva de la determinación y el control simultáneo de características ópticas cuánticas y de muchos cuerpos. El primer paso hacia esta dirección surgió en forma de ecuaciones de luminiscencia de semiconductores [6] [11] (abreviadas como SLE); los LES describen la física cuántica en la que las fluctuaciones cuánticas de la luz inician una emisión de luz incoherente a partir de la recombinación espontánea de pares de electrones-agujeros acoplados por Coulomb . Los SLE no solo establecen el estándar para describir la emisión de luz cuántica en semiconductores, sino que también son ideales para modelar fuentes de luz cuántica y filtros basados en tecnología de semiconductores. Las extensiones de SLE incluyen fluorescencia de resonancia y efectos de correlación de fotones de orden superior y son la base para expandir la espectroscopía óptica cuántica .
Él y sus compañeros de trabajo están trabajando en una teoría sistemática para describir la excitación de sólidos con campos de THz. Las excitaciones láser típicas resuenan con las transiciones de banda a banda, no con la diferencia de energía de varios estados relevantes de muchos cuerpos que realmente coinciden con la energía del fotón THz. Por lo tanto, la espectroscopía THz ofrece una nueva forma de ver los sistemas de muchos cuerpos, [8] por ejemplo, detectando estados particulares de muchos cuerpos [12] directamente o controlando su dinámica cuántica . Esta dirección de investigación parece actualmente particularmente lucrativa debido al rápido progreso de la tecnología THz en la producción de fuentes y láseres de THz de alta calidad, intensos y / o de ciclo único para fines espectroscópicos.
Las innovaciones de Stephan W. Koch siempre han atraído un gran interés dentro de la comunidad investigadora; sus artículos han sido citados más de 15.000 veces hasta la fecha (2013).
Premios
Stephan W. Koch ha recibido numerosos premios por sus logros en el campo de la óptica de semiconductores. Especialmente debido a su trabajo sobre los fundamentos teóricos de la interacción luz-materia en materiales semiconductores, recibió el Premio Leibniz de la Deutsche Forschungsgemeinschaft en 1997 y el Premio de Investigación Max Planck de la Fundación Alexander von Humboldt y de la Sociedad Max Planck en 1999. .
Libros
Stephan W. Koch ha sido coautor de ocho libros de texto que han tenido un efecto importante en sentar bases sólidas para comprender la óptica de semiconductores y la óptica cuántica de semiconductores . Su trabajo más reciente incluye:
- Kira, M .; Koch, SW (2011). Óptica cuántica de semiconductores . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0521875097. Sitio web de este libro (sqobook.org)
- Haug, H .; Koch, SW (2009). Teoría cuántica de las propiedades ópticas y electrónicas de los semiconductores (5ª ed.). World Scientific. ISBN 978-9812838841.
- Meier, T .; Thomas, P .; Koch, SW (2007). Óptica semiconductora coherente: de conceptos básicos a aplicaciones de nanoestructuras (1ª ed.). Saltador. ISBN 978-3642068966.
Referencias
- ^ a b c "Curriculum vitae de Stephan W. Koch del sitio web oficial de la Universidad de Marburg" Archivado el 6 de junio de 2014 en la Wayback Machine . Consultado el 6 de junio de 2014.
- ^ Koch, SW (1979). Zur Theorie der Elektron-Loch-Tropfennukleation en stark angeregten Halbleitern (PhD). Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main (Alemania).
- ^ Koch, SW (1983). Zur Dynamik von Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichtsphasenübergängen erster Ordnung (Tesis de habilitación). Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main (Alemania).
- ↑ Lindberg, M .; Koch, SW (1988). "Ecuaciones efectivas de Bloch para semiconductores". Physical Review B 38 (5): 3342–3350. doi: 10.1103 / PhysRevB.38.3342
- ^ Haug, H .; Koch, SW (2009). Teoría cuántica de las propiedades ópticas y electrónicas de los semiconductores (5ª ed.). World Scientific. pag. 216.
- ^ a b Kira, M .; Koch, SW (2011). Óptica cuántica de semiconductores . Prensa de la Universidad de Cambridge.
- ^ Wang, H .; Ferrio, K .; Acero, D .; Hu, Y .; Aglutinante, R .; Koch, SW (1993). "Respuesta óptica no lineal transitoria de desfase inducido por excitación en GaAs". Physical Review Letters 71 (8): 1261–1264. doi: 10.1103 / PhysRevLett.71.1261
- ^ a b Koch, SW; Kira, M .; Khitrova, G .; Gibbs, HM (2006). "Excitones semiconductores en nueva luz". Nature Materials 5 (7): 523–531. doi: 10.1038 / nmat1658
- ^ Hu, Y .; Lindberg, M .; Koch, S. (1990). "Teoría de puntos cuánticos de semiconductores intrínsecos excitados ópticamente". Physical Review B 42 (3): 1713–1723. doi: 10.1103 / PhysRevB.42.1713
- ↑ Khitrova, G .; Gibbs, HM; Kira, M .; Koch, SW; Scherer, A. (2006). "Vacío Rabi partiendo en semiconductores". Nature Physics 2 (2): 81–90. doi: 10.1038 / nphys227
- ↑ Kira, M .; Jahnke, F .; Koch, S .; Berger, J .; Wick, D .; Nelson, T .; Khitrova, G .; Gibbs, H. (1997). "Teoría cuántica de la luminiscencia de microcavidades de semiconductores no lineales que explican los experimentos" Boser "". Physical Review Letters 79 (25): 5170–5173. doi: 10.1103 / PhysRevLett.79.5170
- ↑ Kira, M .; Hoyer, W .; Stroucken, T .; Koch, S. (2001). "Formación de excitones en semiconductores y la influencia de un entorno fotónico". Cartas de revisión física 87 (17). doi: 10.1103 / PhysRevLett.87.176401 .
enlaces externos
- Grupo Teórico de Física de Semiconductores de la Universidad de Marburg