Ultraschnelle multidimensionale Fluoreszenz-Anregungsspektroskopie – 2D-FLEX

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Hauer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548646502

Spektroskopie mit ultrakurzen Lichtimpulsen ist ein unverzichtbares Werkzeug zum Verständnis von molekularer Dynamik und photochemischen Reaktionen. Moderne Techniken arbeiten mit Signalen, die sowohl in der Zeit,- als auch in der Frequenzdomäne aufgelöst werden. Zweidimensionale elektronische Spektroskopie (2D-ES) erreichte den maximal erreichbaren Informationsgehalt durch eine Auflösung in Anregungs,- und Detektionsfrequenz bei einer zeitlichen Auflösung im Femtosekundenbereich. Diese Vollständigkeit kann sich allerdings zu einem Nachteil wandeln: 2D-ES Signale können aus einer Vielzahl überlappender Beiträge bestehen, wobei nicht jeder davon relevant für photochemische Vorgänge ist. In diesem Antrag begegnen wir diesem Problem durch eine neue Spektroskopiemethode, die den multidimensionalen Charakter und die hervorragende Zeitauflösung von 2D-ES beibehält. Die Signalbeiträge in dieser neuen Methode werden allerdings reduziert, da nur die zeitaufgelöste Frequenz in Anregungs- und Detektionsfrequenz aufgezeichnet wird. Dies führt zu zweidimensionaler Fluoreszenz-Anregungsspektroskopie (2D-FLEX). Diese neuartige Methode bietet eine Zeitauflösung im Bereich von Femtosekunden bei nur einem Signalbeitrag, der ausschließlich von angeregten und damit photochemisch relevanten Zuständen stammen kann. 2D-FLEX wird neue, klare Einsichten liefern auf komplizierte Prozesse wie die Singulett-zu-Triplett Konversion in Metall-organischen Komplexen. Die neuartige spektroskopische Methode, die in diesem Antrag vorgeschlagen wird, bietet vollständig frequenzaufgelöste Signale, die nur vom angeregten Zustand stammen können, in Kombination mit einer Zeitauflösung von unter 80 Femtosekunden. Das Hauptziel ist ein neuer, ungehinderter Blickwinkel auf Energietransfer zwischen photochemisch relevanten Zuständen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China, Tschechische Republik
• Mitverantwortlich: Terrance Hadlington, Ph.D.
• Kooperationspartner: Professor Dr. Maxim Gelin; Professor Dr. Frantisek Sanda