Exzitonische und vibronische Kopplungen in schwach gebundenen molekularen Aggregaten

• Antragsteller: Professor Dr. Horst Köppel
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 223436357

Bei der theoretischen Beschreibung molekularer Aggregate geht man oft von den einzelnen Komponenten und deren Wechselwirkung aus. Dies ist bei größeren Systemen oft der einzig gangbare Weg, kann aber bei kleineren Systemen sinnvoll durch einen "supermolekularen" Zugang ergänzt werden, bei dem das Aggregat als Ganzes betrachtet wird. In der ersten Förderperiode wurde diese kombinierte Herangehensweise erfolgreich benutzt, um - in Zusammenarbeit mit der experimentellen Arbeitsgruppe von Prof. S. Leutwyler, Univ. Bern - das sog. Quenching der exzitonischen Energieaufspaltung in einer Reihe Wasserstoff-verbrückter molekularer Dimere zu erklären. Darüber hinaus konnten für zwei Systeme die elektronischen Anregungsspektren im gesamten Spektralbereich gut reproduziert werden. In der nun folgenden Förderperiode sollen die Untersuchungen auf weitere Systeme mit anderen Wechselwirkungen erweitert und damit die Allgemeinheit der bisherigen Analysemethoden erprobt werden. Hierzu gehören Fälle mit geringerer Symmetrie im elektronischen Grund- oder angeregten Zustand und des weiteren partiell deuterierte Dimere, wo durch asymmetrische Massenverteilung die Symmetrieauswahlregeln gebrochen werden. Als neuer Schwerpunkt ist der Effekt des o.g. Quenchings und der vibronischen Kopplungen (Schwingungsanregung) auf den Transfer der elektronischen Anregungsenergie zu untersuchen. Dieser dürfte durch das besagte Quenching verlangsamt werden, aber auch (durch die gleichzeitige Schwingungs-anregung) eine kompliziertere Zeitabhängigkeit aufweisen. Beides ist zu bestätigen und zu qantifizieren. Schließlich soll versucht werden, die Analyse auf größere Aggregate, nämlich Trimere, zu erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen