Koordinatorantrag / Zentralprojekt

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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. In der hier vorgeschlagenen 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 molekularen Aggregaten erarbeitet, welches die Herstellung neuer Materialien und Materialsysteme mit maßgeschneiderten Eigenschaften gestatten wird.