Transientes Absorptionsspektrometer

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437688665

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Andreas Steffen hat sich auf die Synthese und Untersuchung der photophysikalischen Eigenschaften von d10-Übergangsmetallkomplexen der abundanten Elemente Kupfer, Silber und Zink, sowie deren Anwendung in Lichtemittierenden Devices, als Sensoren und Photokatalysatoren fokussiert. Durch die Neuberufung von Prof. Steffen an die TU Dortmund soll damit der dortige Schwerpunkt der Materialwissenschaften gestärkt werden. Für die Durchführung der geplanten Arbeiten und Projekte an dem neuen Wirkungsort der Arbeitsgruppe Steffen, die im Folgenden kurz erläutert werden, ist die Beschaffung eines transienten Absorptionsspektrometers im Rahmen dieses Großgeräteantrages erforderlich und wird von der TU Dortmund nachdrücklich unterstützt.Viele der zu untersuchenden photoaktiven Metallkomplexe zeigen neben der gewünschten Bildung von Triplett-Zuständen eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz, wodurch vorteilhafte schnelle Lebensdauern und hohe Lumineszenzeffizienz erreicht werden können. Ebenso konnten Multimetallkomplexe mit mehreren parallel emittierenden Zuständen realisiert werden, was zu der Entwicklung von molekularen Weißlichtemittern und Stimulus-responsiven Materialien führte. In einem weiteren Projekt wurden erste hocheffiziente Photokatalysatoren für Borylierungs- und Hydroaminierungsreaktionen auf der Basis von Energietransfer durch die vorherige Analyse der Eigenschaften der angeregten Zustände der Sensitisiereinheiten gezielt hergestellt.Für eine bessere Kontrolle und zielorientiertes Design der angeregten Zustände in Bezug auf Lebensdauer, Energie, Effizienz und Reaktivität, ist nicht nur die Aufklärung der Emissionseigenschaften von zentraler Bedeutung, sondern auch der Populationsprozesse inklusive der Existenz intermediärer Zustände. Nur so können Struktur-Eigenschaftsbeziehungen formuliert und in der Folge ultraschnelle Emitter, hocheffiziente Photokatalysatoren und Sensoren für Anwendungen entwickelt werden. Für ein tiefes Verständnis von Intersystem-Crossing, Interner Konversion, Energietransfer und Einelektronentransfer, als auch von Intermediaten in photokatalytischen Konversionen, sind kinetische Studien der photoangeregten Zustände mit einem transienten Absorptionsspektrometer zwingend erforderlich. Ein Mehrwert der Beschaffung dieses Großgerätes ergibt sich aus den geplanten konkreten Zusammenarbeiten mit den Arbeitskreisen von Prof. Dr. Guido Clever und Prof. Dr. Carsten Strohmann. Die Gruppe von Prof. Clever konnte erste Arbeiten über chirale lumineszierende Platinkomplexe sowie über photoaktive supramolekulare Käfigstrukturen realisieren und wird in der Folge zusammen mit dem AK Steffen photoschaltbare und –responsive Strukturen erarbeiten. Die Gruppe von Prof. Strohmann hat durch die Beschaffung des transienten Absorptionsspektrometers die Möglichkeit, Kupferhalid-basierte lumineszierende Clusterverbindungen und Koordinationspolymere vor Ort photophysikalisch zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Transientes Absorptionsspektrometer
• Gerätegruppe: 1810 Atomabsorptions-Spektrophotometer und Spezialzubehör
• Antragstellende Institution: Technische Universität Dortmund
• Leiter: Professor Dr. Andreas Steffen