Detailseite
SPP 1601: New Frontiers in Sensitivity for EPR Spectroscopy: from Biological Cells to Nano Materials
Fachliche Zuordnung
Chemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198612328
Electron paramagnetic resonance (EPR) is a spectroscopic technique that allows detection of para-magnetic centres and magnetic nuclei coupled to them on a time scale as short as nanoseconds and with spatial resolution from the atomic up to the nanometer scale. Recent progress in this technique has been mainly driven by specific needs in the research areas of biological and material science. The Priority Programme has been bringing these research areas together in a coordinated effort to increase the sensitivity of EPR as an essential spectroscopic technique for biology, chemis-try, materials science and physics.As a major goal, applications such as the investigation of megadalton molecular machines, in cell protein-protein interactions or enzymatic mechanisms, catalytic processes on single-crystalline surfaces or the light-induced degradation of thin-film solar cells are addressed by EPR. The intrin-sic diversity of the studied systems implies that the envisaged sensitivity enhancement does not only rely on advances on the side of EPR hardware but involves alternative polarization and de-tection schemes and the adaptation of the method to ¿real world¿ samples.The programme invites applications for collaborative projects that focus on four major research areas. The first two areas comprehend methods to increase the sensitivity of EPR experiments: 1) methods for improved excitation and manipulation of electron spin magnetization and 2) methods for improved EPR detection. The third and fourth areas explore the applicability of these methods in fields of biological and material sciences, which are not amenable to EPR spec-troscopy at the current state-of-the-art.In the current first phase, the groups with focus on applications have adapted and expanded pres-ently available methods for increased sensitivity (such as the use of micro-resonators, THz spec-troscopy, electrical or optical excitation or detection) to their specific purposes. Groups with ex-pertise in EPR methodologies have been developing new experiments. In the second phase of the programme the focus is on joining these two development threads. The outcome from the me-thodical work in the first funding period will be transferred within the consortium and optimized to new specific applications.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Schweiz, USA
Projekte
- 3D Abbildungen individueller Spinmarker auf der Nanometerskala (Antragstellerinnen / Antragsteller Neumann, Philipp ; Wrachtrup, Jörg ; Zappe, Andrea )
- Ab inito Berechnung von EPR Parametern von ausgedehnten periodischen Systemen: Funktionalisierung von Oberflächen und Grenzschichten (Antragsteller Gerstmann, Uwe )
- Abstandsmessungen im Nanometerbereich mittels intrazellulärer Elektronenspinresonanzspektroskopie (Antragsteller Drescher, Malte ; Summerer, Daniel )
- Anwendung von Ampliuden/Phasenmodulierten Pulsen für dipolare EPR-Spektrokopie (Antragsteller Prisner, Thomas F. )
- Broadband EPR in Microresonators (Antragsteller Suter, Dieter )
- Detektion lichtinduzierter Magnetisierung durch Magnetresonanz-Kraftmikroskopie: Aufbau eines Kraftmikroskops und erste Anwendungen (Antragstellerinnen / Antragsteller Havenith-Newen, Martina ; Weber, Stefan )
- Die Entwicklung einer unkonventionellen Elektronenspinresonanz-Methode für die selektive Detektion von photogenerierten und extrahierten Ladungsträgern in optoelektronischen und photovoltaischen Bauelementen durch gepulste Feldgetriebene Extraktion (Antragsteller Dyakonov, Vladimir )
- Einzelspin EPR und NMR mit atomaren Spinsensoren in Diamant (Antragsteller Jelezko, Fedor ; Plenio, Martin Bodo ; Wrachtrup, Jörg )
- Elektrisch detektierte Elektronenspinresonanz mittels gepulster Feld-getriebener Ladungsträgerextraktion für die Anwendung in Dünnschichtsolarzellen (Antragsteller Dyakonov, Vladimir ; Sperlich, Andreas )
- Elektrisch detektierte magnetische Resonanz an nanoskopischen Bauelementen (Antragstellerinnen / Antragsteller Harneit, Wolfgang ; Meyer, Carola )
- Elektrisch detektierte magnetische Resonanz zur Erhöhung der Sensitivität von ESR Spektroskopie an einkristallinen Oberflächen unter Ultrahochvakuumbedingungen (Antragsteller Risse, Thomas )
- Elektronenspinresonanz detektiert mittels Drehmoment-Magnetometrie (Antragsteller Dressel, Martin )
- Empfindlichkeitssteigerung in EPR und Elektron-Kerndoppelresonanz mittels gepulster Polarisationstransfer-Experimente (Antragstellerin Bennati, Marina )
- Empfindlichkeitssteigerung variabler Höchstfrequenz-EPR für Anwendungen in der Photokatalyse und Proteinforschung (Antragsteller Schnegg, Alexander )
- Entwicklung effizienter ab initio Verfahren zur genauen Vorhersage der EPR-Parameter in großen Molekülen (Antragsteller Neese, Frank )
- EPR Microresonators (Antragsteller Suter, Dieter )
- EPR probeheads for very small samples (Antragsteller Reijerse, Edward ; Savitsky, Anton )
- EPR Spektroskopie von paramagnetischen Zentren und Adsorptionskomplexen in porösen metalorganische Gerüstverbindungen: Entwicklung und Anwendung von dielektrischen Resonatoren und Mikroresonatoren für Experimente an kleinen Einkristallen (Antragsteller Pöppl, Andreas )
- Hochempfindliche Magnetresonanzspektroskopie auf der Nanoskala durch projektionsbeschränktes Auslesen von NV-Zentren (Antragsteller Reinhard, Friedemann )
- IC-basierte Elektronspindetektion für biomedizinische und materialwissenschaftliche Anwendungen (Antragsteller Anders, Jens )
- In-Organell und in-Zell ESR an ortogonal-spin-markierten Proteinen (Antragstellerin Bordignon, Enrica )
- In-Zell-ESR nativer paramagnetischer Proteinkofaktoren (Antragsteller Bittl, Robert )
- Koordinationsfonds (Antragstellerin Bennati, Marina )
- Light-induced magnetization detected by force microscopy: from basic concept to first applications (Antragstellerinnen / Antragsteller Havenith-Newen, Martina ; Weber, Stefan )
- Metall/Metall und Metall/Nitroxyl-markierte Verbindungen für die Entwicklung von EPR-basierten Abstandsmessmethoden (Antragstellerin Godt, Adelheid )
- Millikelvin Elektronenspinresonanz - ultrasensitive Detektionsverfahren und Niedrigstleistungs-Spinkontrolle (Antragsteller Hübl, Hans )
- Neue Konzepte für gepulste elektrisch detektierte magnetische Resonanz mit hoher Nachweisempfindlichkeit (Antragsteller Brandt, Martin S. )
- Optimale Steuerungs-Pulse für die Elektronenparamagnetische Resonanz (Antragsteller Glaser, Steffen )
- Ortsspezifische Spinmarkierung EPR Spektroskopie in vivo (Antragsteller Steinhoff, Heinz-Jürgen )
- Spinabhängiger Transport in realen Solarzellen untersucht mit gepulster Multifrequenz EDMR unterhalb von 600 MHz/20 mT und bei 263 GHz/9.4 T (Antragsteller Lips, Klaus )
- Transient EDMR: A novel tool to study charge transport in organic solar cells (Antragsteller Behrends, Jan )
- Trityl-Radikale: Neue Spinlabel für Nanometerabstandsmessungen mit höherer Sensitivität, bei Raumtemperatur und in Zellen (Antragsteller Hagelueken, Gregor ; Schiemann, Olav )
- Ultra-Breitband DEER und ESEEM an Metallzentren (Antragsteller Jeschke, Gunnar )
- Verbesserung der Empfindlichkeit von THz-Elektronenspinresonanz im Frequenzbereich (Antragsteller van Slageren, Joris )
Sprecherin
Professorin Dr. Marina Bennati