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Multidimensional Femtosecond Studies of Chemical Reaction Dynamics

化学反应动力学的多维飞秒研究

基本信息

批准号：
1405050
负责人：
David Jonas
金额：
$ 50.34万
依托单位：
University of Colorado at Boulder
依托单位国家：
美国
项目类别：
Standard Grant
财政年份：
2014
资助国家：
美国
起止时间：
2014-09-01 至 2018-08-31
项目状态：
已结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=1405050&HistoricalAwards=false
关键词：
Multidimensional Femtosecond Studies Chemical Reaction

项目摘要

In this project funded by the Chemical Measurement and Imaging program of the Chemistry Division, Professor David Jonas of the University of Colorado at Boulder is developing two-dimensional femtosecond spectroscopy as a tool for measuring the motions of electrons in ultrafast chemical reactions. The factors controlling efficient transport of charge and energy at the molecular level are not understood, but are important for ultrafast chemical reactions in both natural photosynthesis and light harvesting technologies. The project involves an international scientific collaboration to implement the two-dimensional spectroscopy technique developed at the University of Colorado over ultra-broad frequency ranges using pulsed lasers developed at the Institute of Photonic Sciences in Spain.This project focuses on a two-color 2D electronic spectroscopy in which visible pulses excite molecules to their first excited electronic state and short-wave infrared pulses detect electronic absorption. This approach uniquely isolates dynamics on the excited state, which can involve non-adiabatic coupling between vibrational and electronic motions. The project aims to experimentally develop two-dimensional spectroscopy in the short-wave infrared region of the spectrum and use this capability to improve our understanding of carotenoid dynamics and photosynthetic energy transfer. The broader impacts of this work include scientific training of a graduate student and a postdoctoral researcher, their exposure to the scientific environment in the European Union, the development of new techniques for measuring electronic dynamics, and potential societal benefits from technologies based on an understanding of the most efficient energy harvesting reactions.

在这个由化学部化学测量和成像计划资助的项目中，位于博尔德的科罗拉多大学的大卫乔纳斯教授正在开发二维飞秒光谱学，作为测量超快化学反应中电子运动的工具。在分子水平上控制电荷和能量有效传输的因素尚不清楚，但对于自然光合作用和光捕获技术中的超快化学反应很重要。该项目涉及一项国际科学合作，利用西班牙光子科学研究所开发的脉冲激光器，在超宽频率范围内实施科罗拉多大学开发的二维光谱技术，该项目侧重于双色二维电子光谱，其中可见光脉冲激发分子达到其第一激发电子态，短波红外脉冲检测电子吸收。这种方法独特地隔离了激发态上的动力学，这可能涉及振动和电子运动之间的非绝热耦合。该项目的目的是在光谱的短波红外区域实验开发二维光谱，并利用这种能力来提高我们对类胡萝卜素动力学和光合能量转移的理解。这项工作的更广泛的影响包括对一名研究生和一名博士后研究人员进行科学培训，使他们接触到欧洲联盟的科学环境，开发测量电子动力学的新技术，以及基于对最有效的能量收集反应的理解的技术的潜在社会效益。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Sagnac Interferometer for Two-Dimensional Spectroscopy in the Pump-Probe Geometry

用于泵浦-探针几何结构中二维光谱学的萨格纳克干涉仪

DOI：
10.1007/978-3-319-13242-6
发表时间：
2015
期刊：
Ultrafast Phenomena XIX
影响因子：
0
作者：
Park, Samuel D.;Courtney, Trevor L.;Baranov, Dmitry;Cho, Byungmoon;Jonas, David M.
通讯作者：
Jonas, David M.

Pulse Propagation Effects in Optical 2D Fourier-Transform Spectroscopy: Theory

光学二维傅立叶变换光谱中的脉冲传播效应：理论

DOI：
10.1021/acs.jpca.5b00001
发表时间：
2015
期刊：
The Journal of Physical Chemistry A
影响因子：
0
作者：
Spencer, Austin P.;Li, Hebin;Cundiff, Steven T.;Jonas, David M.
通讯作者：
Jonas, David M.

Purification of Oleylamine for Materials Synthesis and Spectroscopic Diagnostics for trans Isomers

DOI：
10.1021/acs.chemmater.8b04198
发表时间：
2019-02-26
期刊：
CHEMISTRY OF MATERIALS
影响因子：
8.6
作者：
Baranov, Dmitry;Lynch, Michael J.;Jonas, David M.
通讯作者：
Jonas, David M.

Sample exchange by beam scanning with applications to noncollinear pump–probe spectroscopy at kilohertz repetition rates

通过光束扫描进行样品交换，并应用于千赫兹重复率的非共线泵浦探针光谱

DOI：
10.1063/1.4986628
发表时间：
2017
期刊：
Review of Scientific Instruments
影响因子：
1.6
作者：
Spencer, Austin P.;Hill, Robert J.;Peters, William K.;Baranov, Dmitry;Cho, Byungmoon;Huerta-Viga, Adriana;Carollo, Alexa R.;Curtis, Anna C.;Jonas, David M.
通讯作者：
Jonas, David M.

Electronic energy transfer through non-adiabatic vibrational-electronic resonance. I. Theory for a dimer

通过非绝热振动电子共振进行电子能量转移。