Стефан В. Кох (23 мая 1953 г. во Франкфурте-на-Майне — 12 сентября 2022 г. во Фронхаузене [1] [2] [3] ) был немецким физиком-теоретиком. Он был профессором в университете Марбурга и работал над теорией конденсированного состояния , многочастичными эффектами и теорией лазера . Он наиболее известен своим основополагающим вкладом в оптические и электронные свойства полупроводников , полупроводниковую квантовую оптику и конструкции полупроводниковых лазеров . Основная часть его исследовательской работы была сосредоточена на квантовой физике и прикладном потенциале полупроводниковых наноструктур . Помимо получения фундаментальных знаний о многочастичной квантовой теории, его работа предоставила новые возможности для разработки, например, лазерной технологии, на основе точного компьютерного моделирования . Его цель состояла в том, чтобы самосогласованно включить все соответствующие многочастичные эффекты, чтобы исключить феноменологические приближения, которые ставят под угрозу предсказуемость эффектов и конструкции квантовых устройств.
Стефан В. Кох изучал физику в Университете Франкфурта , [4] получил докторскую степень в 1979 году о теории зарождения электронно - дырочных капель в сильно возбужденных полупроводниках [5] под руководством Хартмута Хауга. [6] В 1981–83 годах он был постдокторантом и приглашенным ученым в IBM Research , Сан-Хосе / Калифорния, и получил хабилитацию в 1983 году о динамике равновесных и неравновесных фазовых переходов первого рода , [7] на кафедре теоретической физики Университета Франкфурта. Он продолжил свои активные исследования как в Германии, так и в США с помощью стипендий от Фонда Ф. Тиссена и Программы Гейзенберга Немецкого исследовательского сообщества . В 1986 году он стал профессором кафедры физики и Центра оптических наук Университета Аризоны в Тусоне , штат Аризона , а в 1989 году он занял там кафедру. В 1993 году он занял кафедру теоретической физики в Университете Марбурга , где и работает с тех пор. [8] Стефан В. Кох тесно связан с исследовательской работой Центра оптических наук Университета Аризоны, где он был приглашенным профессором и активным сотрудником с 1994 года. [8]
Стефан В. Кох работал над несколькими темами в общей области полупроводниковой оптики. До 1988 года современное описание полупроводниковой оптики и лазеров в основном основывалось на упрощенных подходах уравнения скорости , которые не могли описать неравновесную квантовую кинетику кулоновски-связанных электронов и дырок (электронных вакансий в валентной зоне ). Чтобы выйти за рамки этого подхода, он был одним из ключевых игроков в разработке полупроводниковых уравнений Блоха (сокращенно SBE). [9] [10] С тех пор, как этот прорыв был достигнут, SBE были расширены, чтобы систематически включать новые многочастичные эффекты, такие как дефазировка, вызванная возбуждением, [11] [12] немарковские эффекты и полупроводниковые возбуждения с терагерцовыми (сокращенно THz) полями. [13] Исследования SBE все еще очень активны, и SBE представляют собой наиболее сложный и успешный подход к описанию оптических свойств полупроводников, возникающий из классического взаимодействия света с веществом.
В конце 1980-х годов системы квантовых точек начали привлекать значительное внимание исследователей во всем мире из-за их интригующих свойств квантового ограничения . Он и его коллеги продемонстрировали [14] подход конфигурационного взаимодействия и его применение к оптическим свойствам сильно квантово-ограниченных полупроводников. Этот подход активно используется для объяснения квантово-оптических свойств систем квантовых точек.
Несколько его текущих проектов сосредоточены на проблемах, возникающих в области современной полупроводниковой квантовой оптики , микрорезонаторов и теории лазеров . [15] В этой области Стефан В. Кох и его коллеги сосредоточились на объяснении того, как квантовые характеристики света могут быть описаны в связи с полупроводниками. Новизна и сложность этого исследования проистекают из определения и управления многочастичными и квантово-оптическими характеристиками одновременно. Первый шаг в этом направлении появился в форме уравнений полупроводниковой люминесценции [16] (сокращенно SLE); SLE описывают квантовую физику, в которой квантовые флуктуации света инициируют некогерентное излучение света из спонтанной рекомбинации кулоновски связанных пар электронов и дырок. SLE не только устанавливают стандарт в описании квантового излучения света в полупроводниках, но и идеально подходят для моделирования источников квантового света и фильтров на основе полупроводниковой технологии. Расширения SLE включают резонансную флуоресценцию и эффекты корреляции фотонов более высокого порядка и являются основой для расширения квантово-оптической спектроскопии .
Он и его коллеги работают над систематической теорией для описания возбуждения твердых тел с помощью терагерцового поля. Типичные лазерные возбуждения резонируют с переходами из зоны в зону, а не с разницей энергий нескольких соответствующих многочастичных состояний, которые фактически соответствуют энергии терагерцового фотона. Таким образом, терагерцовая спектроскопия предлагает новый способ просмотра многочастичных систем, например, путем непосредственного обнаружения определенных многочастичных состояний [17] или путем управления их квантовой динамикой . Это направление исследований в настоящее время кажется особенно прибыльным из-за быстрого прогресса терагерцовой технологии в производстве высококачественных, интенсивных и/или одноцикловых терагерцовых источников и лазеров для спектроскопических целей.
Инновации Стефана В. Коха всегда вызывали широкий интерес в исследовательском сообществе; на сегодняшний день его статьи цитировались более 15000 раз (2013).
Стефан В. Кох получил множество наград за свои достижения в области полупроводниковой оптики. В частности, благодаря своей работе над теоретическими основами взаимодействия света и вещества в полупроводниковых материалах, он получил премию Лейбница Немецкого научно-исследовательского общества в 1997 году и исследовательскую премию Макса Планка Фонда Александра фон Гумбольдта и Общества Макса Планка в 1999 году.
Стефан В. Кох является соавтором восьми учебников, которые оказали большое влияние на создание прочных основ для понимания полупроводниковой оптики и полупроводниковой квантовой оптики . Его последние работы включают: