Ab initio-Studien von Jahn-Teller-Effekten in Vanadium, Niob und Tantal Tetrafluorid-Molekülen: elektronische Struktur, vibronische Spektren und strahlungslose Relaxationsdynamik

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Domcke
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328174852

Übergangsmetall-Tetrahalide sind eine große Klasse von hochsymmetrischen Molekülen, für welche sehr wenige spektroskopische Daten existieren. Exploratorische ab initio Berechnungen von Potentialenergie-Funktionen haben gezeigt, dass in den Tetrafluoriden von Vanadium, Niob und Tantal außergewöhnlich starke Jahn-Teller-Effekte im Grundzustand und im ersten angeregten Zustand existieren. Zudem existieren konische Durchschneidungs-Säume des oberen Blatts der Grundzustandsfläche mit dem unteren Blatt der Fläche des angeregten Zustands. Die analytische Darstellung dieser mehrblättrigen mehrdimensionalen Potentialflächen durch Jahn-Teller-Hamiltonoperatoren erfordert eine Weiterentwicklung der Theorie des Jahn-Teller-Effekts. Das Ziel dieses Projekts ist die Konstruktion von verallgemeinerten Jahn-Teller-Hamilton-Operatoren für die im Titel genannten Verbindungen auf der Basis von Multikonfigurations-Hartree-Fock-Rechnungen und Multireferenz-Konfigurations-Wechselwirkungs-Rechnungen mit Berücksichtigung der Spin-Bahn-Kopplung. Mit diesen Jahn-Teller-Hamilton-Operatoren sollen Schwingungsspektren des Grundzustands sowie elektronische Spektren des angeregten Zustands berechnet werden. Die Zeitskala der strahlungslosen Deaktivierung des angeregten Zustands durch die Pseudo-Jahn-Teller-Kopplung mit dem Grundzustand soll mit zeitabhängigen Quantendynamik-Rechnungen bestimmt werden. Es ist zu erwarten, dass die detaillierten theoretischen Vorhersagen dieses Projekts experimentelle Untersuchungen der Spektroskopie und der Photophysik der im Titel genannten Übergangsmetall-Fluoride stimulieren werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research
• Kooperationspartner: Professor Victor G. Solomonik