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Hochfeld-EPR in Biologie, Chemie und Physik / SPP 1051

High-Field EPR in Biology, Chemistry and Physics

19.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Die methodische Entwicklung der EPR-Spektroskopie zu höheren Mikrowellenfrequenzen und Magnetfeldern bis in den 100 GHz-Bereich und darüber hinaus ermöglicht eine drastische Steigerung der spektralen Auflösung und Nachweisempfindlichkeit gegenüber der konventionellen EPR im 9,5 GHz-Bereich. Dadurch können ganz neue Anwendungen aus Biologie, Chemie und Physik der EPR-Spektroskopie erschlossen werden.
Das Schwerpunktprogramm "Hochfeld-EPR in Biologie, Chemie und Physik" fördert aktuelle Entwicklungen der EPR-Spektroskopie hin zu höheren Magnetfeldern und Mikrowellenfrequenzen bis in den sub-Millimeterbereich. Damit sollen spektrale Auflösung und Nachweisempfindlichkeit gegenüber der konventionellen X- und Q-Band-EPR drastisch gesteigert werden. Diese Entwicklungen erfolgen in Analogie zu denen der modernen NMR-Spektroskopie und erschließen neue Anwendungen in der Grundlagenforschung und Materialwissenschaft. Das spezifische Profil des Hochfeld-EPR-Schwerpunktprogramms besteht darin, die hier entwickelten komplexen Hochfeld-EPR-Apparaturen und verfügbaren Erfahrungen optimal zu nutzen. Dafür werden besonders Kooperationen mit hohem Innovations- und Synergiewert zwischen Partnern unterschiedlicher Forschungsrichtungen gefördert. Der Schwerpunkt soll den optimalen Rahmen bilden für interdisziplinäre Kooperationen, ihre Koordinierung und schnellen Austausch wechselseitiger Erfahrungen. Typische Anwendungsbereiche sind z.Zt.: photosynthetische Reaktionszentren; biologische Redox-Systeme; Proteinstrukturen, -dynamik und -wechselwirkungen; heterogene Katalyse; Spin-Chemie und Spindynamik; organische Leiter und Supraleiter; Polymere; nanostrukturierte Materialien; Halbleiter; kristalline und amorphe neue Materialien. Weiterhin sollen die bei den Anwendungen erkennbar werdenden Grenzen der bisherigen Hochfeld-EPR-Spektrometer apparative Weiterentwicklungen stimulieren.

The priority programme "High-field EPR in Biology, Chemistry and Physics" promotes recent developments of EPR spectroscopy towards higher magnetic fields and microwave frequencies up to the sub-mm region. Thereby spectral resolution and detection sensitivity are drastically improved as compared to conventional X- and Q-band EPR. These developments are currently undertaken in analogy to modern NMR spectroscopy, and new applications become accessible in fundamental research and material science. The main interest of the priority programme lies in optimized usage of the complex high-field EPR instrumentation available in the study groups, taking advantage of their accumulated expertise. This will be achieved by promoting cooperations of high innovative and synergetic value between partners of different research areas. Interdisciplinary cooperations are particularly encouraged, and an optimum frame for their coordination and fast exchange of mutual experience is provided. At present, typical areas of applications are: Photosynthetic reaction centers; biological redox systems; protein structures, dynamics and interactions; heterogeneous catalysis; spin chemistry and spin dynamics; organic conductors and superconductors; polymers; nano-structured materials; semiconductors; crystalline and amorphous new materials. Furthermore, technical limitations of the present high-field EPR spectrometers that emerge in the course of the priority programme, are expected to stimulate activities in instrumental developments.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Klaus Möbius
Institut für Experimentalphysik der Freien Universität Berlin
Arnimallee 14 · 14195 Berlin
Tel.: (030) 838-52770 · Fax.: (030) 838-56046
E-Mail: klaus.moebius@physik.fu-berlin.de

Further Information: www.physik.fu-berlin.de/hfepr/