Lackner, Lukas Sebastian (2026) Optical investigation of lattice confined exciton-polaritons in van der Waals (hetero-) structures. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

This thesis establishes exciton-polaritons in transition metal dichalcogenide (TMD) structures as a versatile platform for the emulation of quantum many-body systems via integration of TMD monolayers into tunable open microcavities and engineering of complex photonic landscapes through FIB-milling. Key milestones include the realization of 1D SSH lattices, enabling the identification of topological defect states and the direct quantification of the Zak-phase. Furthermore, the work explores moiré heterostructures, revealing Mott insulator states and correlated magnetism on triangular spin lattices, characterized by giant g-factors. Ultimately, this work demonstrates that artificial polariton lattices provide a highly controllable solid-state environment to investigate topology, many-body physics, and the interplay between lattice-ordered charges and spins under strong light-matter coupling.

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Optische Untersuchung in Gitterpotentialen eingeschlossener Exziton-Polaritonen in van der Waals (Hetero-) Strukturen

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Diese Dissertation etabliert Exzitonen-Polaritonen in Übergangsmetall-Dichalkogenid-Strukturen (TMD) als vielseitige Plattform für die Emulation von Quanten-Vielteilchensystemen. Realisiert durch die Integration von TMD-Monolagen in abstimmbare offene Mikrokavitäten sowie das Design komplexer photonischer Einschlusspotentiale mittels FIB-Strukturierung. Wichtige Meilensteine umfassen die Realisierung von 1D SSH Gittern, welche die Identifizierung topologischer Defektzustände und die direkte Quantifizierung der Zak-Phase ermöglichten. Darüber hinaus untersucht die Arbeit Moiré-Heterostrukturen und weist Mott-Isolator-Zustände sowie korrelierten Magnetismus auf dreieckigen Spin-Gittern nach. Letztlich zeigt diese Arbeit, dass künstliche Polaritonengitter eine hochgradig kontrollierbare experimentelle Plattform bieten, um Topologie, Vielteilchenphysik und das Zusammenspiel zwischen gittergeordneten Ladungen und Spins unter starker Licht-Materie-Kopplung zu untersuchen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Strong light-matter interaction, Optical spectroscopy, 2D materials, Quantum emulation, Topological photonics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	24 Mar 2026 09:20
Last Modified:	24 Mar 2026 09:20
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/7395
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-74769
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