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Projekt
Ladungsgesteuerte Reaktivität von Molekülen und deren Kontrolle mit kurzen Laserimpulsen
Antragsteller
Professor Dr. Alexander Kuleff
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung von 2015 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281241953
Bestrahlt man Moleküle mit ultrakurzen Laserpulsen kann in dem entstehenden angeregten bzw. ionisierten System eine reine Elektronendynamik induziert werden. Diese kann sich im Falle einer Ionisierung als ultraschnelle Wanderung der primär erzeugten Lochladung durch das System manifestieren, wodurch der Begriff "Ladungsmigration" definiert ist. Da die Elektronendynamik mit der Kerndynamik gekoppelt ist, eröffnet sich hier eine sehr interessante Möglichkeit, durch gezielte, sehr frühe Einflussnahme auf den Prozess die weitere chemische Reaktivität zu steuern. Dies ist einer der Gründe für das steigende Interesse der auf dem Gebiet der Ultrakurzzeitspektroskopie und Kontrolle arbeitenden Kollegen an dem Phänomen der Ladungsmigration. Derzeit werden von etlichen Gruppen neuartige Experimente zur Erforschung dieses Prozesses mittels Attosekunden-Laserpulsen vorbereitet. In der ersten Phase des Projekts wurden Strategien und Protokolle entwickelt, die es erlaubten, ultrakurze Laserpulse zur Kontrolle der Ladungsmigration in polyatomaren Molekülen zu erzeugen. Das Ziel des weitergehenden Projekts ist es nun, Methoden auf rein quantenmechanischer Basis zu entwickeln, die die gekoppelte Elektron-Kern-Dynamik kleiner molekularer Kationen in Anwesenheit eines Laserfeldes behandelbar machen und diese dann auf experimentell interessante Systeme anzuwenden. Dies soll eine der Schlüsselfragen der Attosekundenchemie klären, nämlich ob es möglich ist, chemische Reaktionen durch die Kontrolle der Ladungsmigration in den Molekülkationen gezielt in eine bestimmte Richtung zu lenken. Die durchgeführten Rechnungen sollen den Experimentatoren ein grundlegendes Werkzeug zur Interpretation der Ergebnisse an die Hand geben und zum anderen Wege aufzeigen, in der Zukunft gezielt neue Systeme nach bestimmten Kriterien generieren zu können.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
