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Photoionisation und Ladungstrennung in großen Molekülen, Clustern und in kondensierter Phase / SFB 377

Photoionisation and Charge Separation in Large Molecules, Clusters and in the Condensed Phase

18.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Das zentrale Anliegen des Sonderforschungsbereichs 377 ist die Aufklärung von Ionisations- und Ladungstrennungsprozessen auf der Grundlage einer mikroskopischen Beschreibung der Energetik und der Dynamik. Um zu einem umfassenden Verständnis der Kopplungsmechanismen für verschiedene Systeme zu gelangen, sollen die mit der Ladungstrennung einhergehenden Konformationsänderungen zeitaufgelöst bestimmt werden. Die molekularen Systeme sind so ausgewählt, dass sowohl experimentell als auch theoretisch die relevanten elektronischen Zustände hinreichend gut bestimmt werden, damit der Mechanismus der Ladungstrennung erarbeitet werden kann. Um den Einfluss des Lösungsmittels, soweit er von einer zeitabhängigen, langreichweitigen Polarisationswechselwirkung herrührt, von den intramolekularen Kopplungen abzutrennen, werden molekulare Cluster variabler Größe untersucht, die neben den Donor-Akzeptor-Einheiten auch Solvatmoleküle, wie z.B. Wasser, angelagert haben. Ausgewählte Modellsysteme betreffen Oxazin-DMA, und Indol mit angelagertem Wasser und in wässeriger Lösung. In der festen Phase werden die photoinduzierte Ladungstrennung für Polymere und in niederdimensionalen Nanostrukturen wie DMA untersucht. Ein experimenteller Schwerpunkt liegt in der Untersuchung der ultraschnellen Ladungstrennungsschritte im Femtosekundenbereich.

The collaborative research centre 377 is mainly concerned with the explanation of ionisation and charge separation processes on the basis of a microscopic description of the energetics and dynamics. In order to obtain a deeper understanding of the coupling mechanisms of different systems, the time evolution of conformational changes which accompany the charge separation will be under investigation. The molecular systems are chosen in such a way, that the relevant electronic states can be sufficiently well defined, not only experimentally but also theoretically, so that the charge separation mechanisms can be well characterized. In order to separate the solvent effect, due to time-dependent long-range polarisation interactions, from intra molecular couplings, we study molecular clusters of variable size, which provide information about the build up of the solvation of the donor and acceptor units. A particular focus is on the ultrashort initial time evolution on the solvation dynamics in the femtosecond regime. In the condensed phase the investigations include the solvation dynamics of electrons in water, after photoionization the solvation dynamics for collision-induced charge separation processes on surfaces photoinduce charge separation processes in polymers and in onedimensional nanostructures such as the DNA strang.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Sighart F. Fischer
Lehrstuhl für Theoretische Physik der Technischen Universität München
James-Franck-Straße 12 · 85747 Garching
Tel.: (089) 289-12373 · Fax.: (089) 289-12444
E-Mail: sighart.fischer@ph.tum.de

Further Information: zentrum.phys.chemie.tu-muenchen.de/sfb/