In this thesis we present protocols for the polarization of nuclear spins in a quantum dot via the hyperfine interaction with a conduction band electron and give a quantitative solution to the master equation we derive. The collective interference effects limiting the polarization are studied in detail, and ways of mitigating them are proposed. At high polarization levels the electron-nuclear interaction is approximated with simple and practical (quantum optical) models, suggesting the possibility of novel coherent manipulation schemes which actively make use of the nuclei. Finally we demonstrate that even completely mixed nuclear spin ensembles can be utilized for the important task of sequentially generating entanglement between electron spins.     «

In this thesis we present protocols for the polarization of nuclear spins in a quantum dot via the hyperfine interaction with a conduction band electron and give a quantitative solution to the master equation we derive. The collective interference effects limiting the polarization are studied in detail, and ways of mitigating them are proposed. At high polarization levels the electron-nuclear interaction is approximated with simple and practical (quantum optical) models, suggesting the possibili...     »

In dieser Arbeit werden Protokolle zur Polarisation von Kernspinensembles in Quantenpunkten vorgeschlagen. Die Protokolle basieren auf der Hyperfeinwechselwirkung und werden mit analytischen und numerischen Methoden untersucht. Die Analyse zeigt zum einen, dass kollektive Effekte den Polarisationsprozess behindern, und zum anderen, wie diese Hindernisse umgangen werden können. Die erreichbaren hohen Polarisationen erlauben den Transfer von Modellen und Konzepten aus der Quantenoptik, welche neue Möglichkeiten zur kohärenten Manipulation und aktiven Nutzung von Kernspins nahelegen. Weiterhin wird gezeigt, dass sogar vollständig unpolarisierte Kernspinensembles Elektronenspinverschränkung erzeugen können.     «

In dieser Arbeit werden Protokolle zur Polarisation von Kernspinensembles in Quantenpunkten vorgeschlagen. Die Protokolle basieren auf der Hyperfeinwechselwirkung und werden mit analytischen und numerischen Methoden untersucht. Die Analyse zeigt zum einen, dass kollektive Effekte den Polarisationsprozess behindern, und zum anderen, wie diese Hindernisse umgangen werden können. Die erreichbaren hohen Polarisationen erlauben den Transfer von Modellen und Konzepten aus der Quantenoptik, welche neue...     »