Die Geometrie des Übergangszustands in der getriebenen Dynamik molekularer und spintronischer Systeme

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Main
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389136112

Übergänge zwischen unterschiedlichen Zuständen spielen eine zentrale Rolle in vielen physikalischen und chemischen Systemen. Dabei sind Fragen nach dem genauen Reaktionsmechanismus der Reaktionsrate und nach Möglichkeiten, die Reaktion zu kontrollieren von besonderem Interesse. Die Theorie der Übergangszustände (TST) erlaubt die qualitative und quantitative Beschreibung von aktivierten Reaktionen. Ein hochaktuelles Forschungsgebiet ist die Untersuchung zeitabhängiger Systeme, die durch thermische Fluktuationen und/oder externe Felder getrieben sind, denn diese erlauben es, Reaktionsraten und -wege aktiv zu kontrollieren. Zeitabhängige Erweiterungen der TST sind prinzipiell in der Lage, solche getriebenen Systeme exakt zu beschreiben, die bisher entwickelten Methoden und Anwendungen sind jedoch auf einfache, eindimensionale Modellsysteme beschränkt. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von Methoden, die sich auf realistische Systeme mit endlichen Regionen der Reaktanden und vielen Freiheitsgraden anwenden lassen und insbesondere die Reaktionsdynamik von zeitabhängigen, getriebenen und hochdimensionalen aktivierten Systemen exakt beschreiben können. Zu diesem Zweck besteht das erste Ziel des Projekts in der allgemeinen Definition und Konstruktion von geeigneten, zeitabhängigen und hochdimensionalen Grenzflächen, die Reaktanden und Produkte zu jedem Zeitpunkt eindeutig trennen. Das zweite Ziel des Projekts sind Anwendungen der entwickelten Methoden in Physik und Chemie, z.B. zur Untersuchung der LiCN-Isomerisation und des "Spin-Torque-Switching" in Ferromagneten. Für diese Systeme soll eine globale und exakte Beschreibung der zeitabhängigen Reaktionsdynamik und die Bestimmung der Reaktionsraten erfolgen, um letztlich die Reaktionswege durch Anwendung geeigneter externer Moden zu kontrollieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen