DFG Forschergruppe 1809:

Lichtinduzierte Dynamik in molekularen Aggregaten

Molekulare Aggregate bilden die Basis für eine Reihe wissenschaftlicher und technologischer Entwicklungen, die zunehmend an wirtschaftlicher Bedeutung gewinnen. Gerade im Bereich der optischen Anwendungen werden solche Systeme aufgrund ihrer in weiten Bereichen einstellbaren Eigenschaften eingesetzt. Entscheidend für ihre Funktion ist die lichtinduzierte Dynamik, welche durch die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen den aggregierten Bausteinen maßgeblich mitbestimmt wird. Die Wechselwirkungen können dabei sowohl durch die Eigenschaften der einzelnen molekularen Bausteine als auch deren Anordnung variiert werden. Im Rahmen dieser Forschergruppe soll erarbeitet werden, wie die speziell angeordneten molekularen Bausteine in Aggregaten zu einer gewünschten resultierenden lichtinduzierten Dynamik und damit Funktion des Gesamtsystems führen. Das Vorhaben profitiert entscheidend von engen Kooperationen zwischen Arbeitsgruppen mit präparativer, spektroskopischer und theoretischer Expertise.

Für die Herstellung der Systeme kombinieren wir chemische Synthese und supramolekulare Selbstorganisation („Bottom-Up“-Prozess) mit physikalischen Methoden der gezielten Abscheidung und Morphologiekontrolle auf der Nanoskala . Im Bereich der Spektroskopie wird eine Palette von Methoden eingesetzt, die von frequenzaufgelösten Techniken und Photoleitfähigkeitsmessungen bis zur zeitaufgelösten kohärenten zweidimensionalen Spektroskopie reichen. Eine quantitative Analyse und Interpretation der Daten wird durch quantenchemische und quantendynamische Berechnungen und Simulationen ermöglicht. Mit diesem interdisziplinären und kooperativen Ansatz wird ein besseres Verständnis grundlegender Vorgänge der lichtinduzierten Dynamik in molekulare n Aggregate n erarbeitet, welches die Herstellung neuer Materialien und Materialsysteme mit maßgeschneiderten Eigenschaften gestatten wird.

Zentrale Idee der Forschergruppe. Die Anordnung molekularer Systeme in Aggregaten führt zu spezifischen Kopplungen und somit zu dynamischen Eigenschaften, welche die Funktion des Systems (wie z.B. Energietransport) entscheidend beeinflussen.

Die Forschergruppe gliedert sich in die eng verknüpften Projekte P1 bis P7 und in die assoziierten Projekte A1 bis A3.

P1 Hierarchische Organisation von Perylenbisimidfluorophoren zu multichromophoren Molekülverbänden und Photonikmaterialien Prof. Dr.
Würthner
P2 Farbstoffkonjugate mit niedriger Bandlücke Prof. Dr.
Lambert
P3 Kohärente multidimensionale Femtosekunden-Spektroskopie Prof. Dr.
Brixner
P4 Quantenchemische Beschreibung lichtinduzierter Prozesse unter Berücksichtigung von Umgebungseffekten Prof. Dr.
Engels
P5 Quantendynamische Untersuchungen zu Umgebungseffekten in Ladungs- und Energietransferprozessen Prof. Dr.
Engel
P6 Dynamik photoangeregter Ladungsträger in selbstorganisierten organischen Volumenhalb-leitern PD Dr.
Deibel
Prof. Dr.
Dyakonov


P7 Exzitonische Anregungen in räumlich begrenzten molekularen Strukturen Prof. Dr.
Pflaum
A1 zur Homepage Dr.
Nürnberger
A2 zur Homepage Dr.
Beuerle
A3 zur Homepage Dr.
Fernández
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