Stephan W. Koch

Stephan W. Koch
Urodzić się	( 1953-05-23 ) 23 maja 1953 Frankfurt nad Menem
Zmarł	( 2022-09-12 ) 12 września 2022 r Fronhausena
Narodowość	Niemiecki
Alma Mater	Uniwersytet we Frankfurcie
Znany z	Półprzewodnikowe równania Blocha
Nagrody	Nagroda Leibniza (1997) Nagroda Badawcza Maxa Plancka (1999)
Kariera naukowa
Pola	Fizyk
Instytucje	Uniwersytet w Marburgu
Doradca doktorski	Hartmuta Hauga

Stephan W. Koch (23 maja 1953 we Frankfurcie nad Menem - 12 września 2022 w Fronhausen ) był niemieckim fizykiem teoretycznym. Był profesorem na Uniwersytecie w Marburgu i zajmuje się teorią materii skondensowanej , efektami wielu ciał i teorią laserów . Najbardziej znany jest ze swojego przełomowego wkładu w optyczne i elektroniczne właściwości półprzewodników , półprzewodnikowej optyki kwantowej i lasera półprzewodnikowego projekty. Większość jego prac badawczych skupiała się na fizyce kwantowej i potencjale aplikacyjnym nanostruktur półprzewodnikowych . Oprócz zdobycia fundamentalnych informacji na temat teorii kwantowej wielu ciał, jego praca dała nowe możliwości rozwoju np. technologii laserowej, opartej na dokładnych symulacjach komputerowych . Jego celem było samospójne uwzględnienie wszystkich istotnych efektów wielociałowych w celu wyeliminowania fenomenologicznych przybliżeń, które zagrażają przewidywalności efektów i projektom urządzeń kwantowych.

Biografia

Stephan W. Koch studiował fizykę na Uniwersytecie we Frankfurcie , doktoryzował się w 1979 r. na temat teorii zarodkowania kropli elektron – dziura w silnie wzbudzonych półprzewodnikach pod kierunkiem Hartmuta Hauga. W latach 1981-83 był doktorem habilitowanym i wizytującym naukowcem w IBM Research w San Jose /Kalifornia, habilitował się w 1983 w zakresie dynamiki równowagowych i nierównowagowych przejść fazowych pierwszego rzędu , z Wydziału Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu we Frankfurcie. Aktywną działalność naukową kontynuował w Niemczech iw USA, korzystając ze stypendiów Fundacji F. Thyssena i Programu Heisenberga Deutsche Forschungsgemeinschaft . W 1986 został profesorem na Wydziale Fizyki i Centrum Nauk Optycznych Uniwersytetu Arizony w Tucson , AZ , aw 1989 objął tam katedrę. W 1993 roku przyjął katedrę fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Marburgu , gdzie pracuje do dziś. Stephan W. Koch jest bardzo blisko związany z działalnością badawczą Optical Sciences Center na Uniwersytecie w Arizonie, gdzie jest adiunktem i aktywnym współpracownikiem od 1994 roku.

Główne tematy badawcze

Stephan W. Koch pracował nad wieloma tematami z ogólnej dziedziny optyki półprzewodnikowej. Przed rokiem 1988 najnowocześniejszy opis optyki i laserów półprzewodnikowych opierał się głównie na podejściach uproszczonych równań szybkości, które nie mogą opisać nierównowagowej kinetyki kwantowej elektronów i dziur sprzężonych kulombowsko (wakany elektronowe w paśmie walencyjnym ). Aby wyjść poza to podejście, był jednym z kluczowych graczy, którzy opracowali równania Blocha dotyczące półprzewodników (w skrócie SBE). Od czasu tego przełomu SBE były systematycznie rozszerzane, aby systematycznie obejmowały nowe efekty wielociałowe, takie jak odfazowanie wywołane wzbudzeniem, niemarkowskie i wzbudzenia półprzewodnikowe polami terahercowymi (w skrócie THz). Badania SBE są nadal bardzo aktywne, a SBE są najbardziej wyrafinowanym i skutecznym podejściem do opisu właściwości optycznych półprzewodników, wywodzącym się z klasycznego oddziaływania światło-materia.

Pod koniec lat 80. systemy kropek kwantowych zaczęły przyciągać znaczną uwagę badaczy na całym świecie ze względu na ich intrygujące właściwości kwantowego ograniczenia . On i jego współpracownicy zademonstrowali podejście konfiguracji i interakcji oraz jego zastosowanie do właściwości optycznych półprzewodników silnie ograniczonych kwantowo. Podejście to jest aktywnie wykorzystywane w celu wyjaśnienia kwantowo-optycznych właściwości układów kropek kwantowych.

Kilka z jego bieżących projektów koncentruje się na problemach pojawiających się w obszarze współczesnej optyki kwantowej półprzewodników , mikrownęk i teorii laserów . W tej dziedzinie Stephan W. Koch i jego współpracownicy skupili się na wyjaśnieniu, w jaki sposób można opisać kwantowe cechy światła w odniesieniu do półprzewodników. Nowatorstwo i trudność tych badań wynika z jednoczesnego określania i kontrolowania cech wielu ciał i kwantowo-optycznych. Pierwszy krok w tym kierunku pojawił się w postaci równań luminescencji półprzewodników (w skrócie SLE); SLE opisują fizykę kwantową, w której kwantowe fluktuacje światła inicjują niespójną emisję światła w wyniku spontanicznej rekombinacji kulombowskich par elektron-dziura. SLE nie tylko wyznaczają standardy w opisywaniu kwantowej emisji światła w półprzewodnikach, ale także idealnie nadają się do modelowania kwantowych źródeł światła i filtrów opartych na technologii półprzewodnikowej. Rozszerzenia SLE obejmują fluorescencję rezonansową i efekty korelacji fotonów wyższego rzędu i są podstawą do rozszerzenia spektroskopii kwantowo-optycznej .

On i jego współpracownicy pracują nad systematyczną teorią opisującą wzbudzanie ciał stałych za pomocą pól THz. Typowe wzbudzenia laserowe rezonują z przejściami między pasmami, a nie z różnicą energii kilku odpowiednich stanów wielociałowych, które faktycznie odpowiadają energii fotonów THz. Dlatego spektroskopia THz oferuje nowy sposób oglądania układów wielociałowych, np. poprzez bezpośrednie wykrywanie określonych stanów wielu ciał lub kontrolowanie ich dynamiki kwantowej . Ten kierunek badań wydaje się obecnie szczególnie intratny ze względu na szybki postęp technologii THz w produkcji wysokiej jakości, intensywnych i/lub jednocyklowych źródeł i laserów THz do celów spektroskopowych.

Innowacje Stephana W. Kocha zawsze wzbudzały szerokie zainteresowanie społeczności naukowej; jego prace były cytowane ponad 15000 razy do tej pory (2013).

Nagrody

Stephan W. Koch otrzymał liczne nagrody za osiągnięcia w dziedzinie optyki półprzewodnikowej. Przede wszystkim dzięki swojej pracy nad teoretycznymi podstawami interakcji światło-materia w materiałach półprzewodnikowych otrzymał Nagrodę Leibniza od Deutsche Forschungsgemeinschaft w 1997 r. Oraz Nagrodę Badawczą Maxa Plancka Fundacji Alexandra von Humboldta i Towarzystwa Maxa Plancka w 1999 r. .

Książki

Stephan W. Koch jest współautorem ośmiu podręczników, które wywarły duży wpływ na stworzenie solidnych podstaw do zrozumienia optyki półprzewodnikowej i kwantowej optyki półprzewodnikowej . Jego najnowsza praca obejmuje:

•    Kira, Mackillo (2012). Półprzewodnikowa optyka kwantowa . Cambridge, Wielka Brytania Nowy Jork: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-87509-7 . OCLC 774110559 . Strona internetowa tej książki (sqobook.org)
•    Haug, Hartmut (2009). Kwantowa teoria właściwości optycznych i elektronicznych półprzewodników . Singapur Hackensack, NJ: World Scientific. ISBN 978-981-283-884-1 . OCLC 297811039 .
•    Meier, Torsten (2007). Spójna optyka półprzewodnikowa: od podstawowych koncepcji do zastosowań nanostruktur . Berlin Nowy Jork: Springer. ISBN 978-3-540-32555-0 . OCLC 105375611 .

Linki zewnętrzne

• Grupa Teoretycznej Fizyki Półprzewodników Uniwersytetu w Marburgu