Drei Fragen an Humboldt-Stipendiat Dr. Arnault Raymond

Herr Raymond, woran forschen Sie gerade?

Hier an der TU Dortmund beschäftige ich mich mit Photonenechos in Halbleiter-Nanostrukturen – und vor allem mit der Frage, wie man dieses Phänomen für Quanteninformationstechnologien nutzen kann. Man kann sich das ungefähr so vorstellen: Ein Material „merkt“ sich die Information, die ein Lichtpuls mitbringt, und gibt sie wieder als Licht ab, sobald ein zweiter Lichtpuls es dazu anstößt. Genau das macht Photonenechos für Quantentechnologien so spannend: Mit ihnen ließe sich optische Quanteninformation in einem Festkörperbauteil ablegen und bei Bedarf wieder abrufen. Das wäre die Basis für einen sogenannten Quantenspeicher. Gleichzeitig sind Photonenechos ein hervorragendes Werkzeug, um Ladungsträger und Spins in Halbleitern zu untersuchen: Welche Quanteneigenschaften haben sie, und wie wechselwirken sie mit dem Licht und untereinander?

In meinem Projekt nehme ich Photonenechos in ganz unterschiedlichen Halbleitersystemen unter die Lupe – von Quantentöpfen über Quantenpunkte bis hin zu Perowskit-Nanokristallen. Zum einen möchte ich optische Signale effizienter speichern und wieder abrufen. Dafür betten wir diese Quantenemitter in maßgeschneiderte optische Resonatoren ein. Zum anderen wollen wir ausgefeilte optische Messmethoden entwickeln, mit denen wir die Quanteneigenschaften der ausgesendeten Photonenechos vollständig erfassen können. Beides sind wichtige Meilensteine auf dem Weg zu Quantenspeichern, die auf Photonenechos beruhen.

Inwieweit bietet die TU Dortmund ein gutes Umfeld für Ihre Forschung?

Aus fachlicher Perspektive kennt sich die Arbeitsgruppe von Prof. Manfred Bayer und Prof. Marc Aßmann mit Spektroskopie an Halbleiter-Quantenemittern hervorragend aus. Bei Photonenechos in Halbleitersystemen hat sie echte Pionierarbeit geleistet, und erst kürzlich hat sie ein optisches Homodyn-Detektionsverfahren entwickelt – genau das Richtige, um die Quantenzustände von Photonenechos zu charakterisieren. Mit der Mischung aus ihrer Expertise in Ultrakurzzeitspektroskopie, Quantenoptik und Halbleitersystemen, gepaart mit einem starken theoretischen Fundament in Spinphysik und Licht-Materie-Wechselwirkung, könnte das Umfeld für ein so ehrgeiziges Projekt kaum besser sein.

Außerdem liegen Grundlagenforschung und technische Anwendung an der TU Dortmund ganz nah beieinander. In der Forschungs- und Innovationslandschaft vor Ort kann man ausloten, wie aus Grundlagenwissen irgendwann neue Technologien werden. Für ein Projekt, das eines Tages in der Quanteninformationstechnologie landen könnte, ist das besonders relevant. Und nicht zuletzt kann ich mich hier beruflich wie wissenschaftlich weiterentwickeln, zum Beispiel innerhalb der Universitätsallianz Ruhr. Über diese Netzwerke kann ich neue Kooperationen knüpfen und einige der gemeinsamen Ideen hoffentlich auch dann noch weiterentwickeln, wenn mein Forschungsaufenthalt beendet ist.

Was haben Sie sich für Ihre Zeit in Dortmund vorgenommen – und was ist das Besondere an dieser internationalen Zusammenarbeit?

Ich möchte hier noch tiefer in die Halbleiteroptik einsteigen, neue Spektroskopietechniken lernen und neue Forschungsansätze an der Schnittstelle von Grundlagenphysik, Photonik und Quanteninformation erkunden. Diese Zusammenarbeit ist besonders wertvoll, da sie meine Expertise in Quantenoptik und photonischen Bauelementen mit der Erfahrung in Ultrakurzzeitspektroskopie und Halbleiterphysik an der TU Dortmund zusammenbringt. Wenn wir diese Sichtweisen miteinander verknüpfen, können wir Forschungsfragen von ganz verschiedenen Seiten betrachten und neue Ideen entwickeln. 

Und über das aktuelle Projekt hinaus wünsche ich mir, dass daraus eine dauerhafte wissenschaftliche Brücke zwischen Deutschland und Frankreich wird, die neue gemeinsame Projekte, Wissensaustausch und Forschungsaufenthalte für Studierende und Nachwuchsforschende ermöglicht.

Über Dr. Arnault Raymond

Dr. Arnault Raymond hat 2023 an der Université Paris Cité promoviert. Thema seiner Doktorarbeit war räumlich verschränktes Licht in photonischen Halbleiterschaltkreisen. Anschließend forschte er als Postdoc in Frankreich zu Quantenpunkten und Halbleiter-Nanostrukturen, bevor er im Oktober 2026 als Humboldt-Forschungsstipendiat an die TU Dortmund wechselte.

Über das Humboldt-Forschungsstipendium

Mit ihrem Forschungsstipendium ermöglicht die Alexander von Humboldt-Stiftung überdurchschnittlich qualifizierten, erfahrenen Forschenden aus dem Ausland, ein eigenes Forschungsvorhaben in Kooperation mit Gastgebenden an einer Forschungseinrichtung in Deutschland durchzuführen. Angesprochen sind Postdocs und erfahrene Forschende, die ihre Promotion innerhalb der letzten zwölf Jahre abgeschlossen haben.