Ultraschnelle Dynamik von Carbonylcarotinoiden in Lösung, Aggregaten und auf Oberflächen

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In diesem Projekt soll die photoinduzierte Dynamik von Carbonylcarotinoiden mit verschiedenen Methoden der Laser-Ultrakurzzeitspektroskopie untersucht werden. Carotinoide erfüllen als natürliche Pigmente unter anderem zentrale Funktionen in photosynthetischen Organismen. Eine Charakterisierung der intra- und intermolekularen Dynamik verschiedener Carotinoid-Klassen ist daher wünschenswert. Zum einen soll die Geschwindigkeit intramolekularer Prozesse einer Reihe isolierter Carotinoidaldehyde, -säuren, -ketone und -ester mit verschiedenen Konjugationslängen in organischen Lösungsmitteln unterschiedlicher Polarität sowie in ionischen Flüssigkeiten bestimmt werden. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Dynamik von Carotinoid- Aggregaten nach Photoanregung, bei der exzitonische Zustände eine wichtige Rolle spielen. Schließlich sollen für verschiedene Carbonylcarotinoide Elektronentransfervorgänge auf Halbleiteroberflächen untersucht werden, wobei Zeitskalen für die Elektroneninjektion, -relaxation und -rekombination erhalten werden. Diese sind z.B. wichtig für das Verständnis von Vorgängen in Farbstoff-sensibilisierten Solarzellen. Die Interpretation der Experimente soll mit Hilfe begleitender Rechnungen zur Struktur von isolierten Carotinoiden und Carotinoid-Aggregaten erfolgen.