Untersuchung des Einflusses einer strukturierten Umgebung auf den Energietransfer in molekularen Systemen mittels stochastischer Schrödinger-Gleichungen

• Antragsteller: Dr. Alexander Eisfeld
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 189797246

Der Energietransport in Ansammlungen von Molekülen spielt in vielen Bereichen der Biologie, Chemie und Technik eine wichtige Rolle. Prominente Beispiele sind die Photosynthese-Komplexe von Pflanzen, oder aus organischen Farbstoffen bestehende Aggregate, die in der Fotografie oder für organische Solarzellen genutzt werden.In diesen molekularen Aggregaten kann elektronische Anregung durch resonante Dipol-Dipol-Wechselwirkung von einem Molekül zum nächsten übertragen werden. Der Charakter dieses Transfers wird stark durch die Wechselwirkung mit der Umgebung beeinflusst: Mit wachsender Kopplung an die Umgebung geht er von einer kohärenten quantenmechanischen Propagation zu einem klassischen Diffusionsprozess über.In diesem Projekt wird der Einfluss einer strukturierten Umgebung, welche ein Gedächtnis besitzt, auf den Charakter und die Effizienz des Energietransfers in Aggregaten untersucht. Um die durch das Gedächtnis der Umgebung hervorgerufene nicht-Markovsche Dynamik zu behandeln, werden zwei neue Ansätze aus der Theorie stochastischer Schrödinger-Gleichungen verwendet und weiterentwickelt. Mit diesen Gleichungen sollen zum einen nicht-Markovsche Effekte beim Übergang von kohärentem Transfer zu inkohärentem Förster-Hopping beleuchtet werden, zum anderen wird untersucht, wie mit Hilfe des Gedächtnisses der Umgebung die Effizienz und Richtung des Energietransfers beeinflusst werden kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Alán Aspuru-Guzik, Ph.D.