Energietransport und optische Linienformen in Dendrimeren

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Dendrimere, d.h. sternförmige Makromoleküle, finden in den letzten Jahren sowohl in der Grundlagenforschung als auch unter anwendungsbezogenen Aspekten großes Interesse. Durch Funktionalisierung der Peripherie und des Kerns können ihre Eigenschaften vielfältig modifiziert werden. In dem vorliegenden Forschungsvorhaben sollen der exzitonische Energietransport und optische Spektren von zwei Arten dieser Makromoleküle, den kompakten ("compact") und den ausgedehnten ("extended") Dendrimeren, theoretisch untersucht werden. In unserer Modellrechnung werden die molekularen Einheiten der Dendrimere durch zwei elektronische Energieniveaus angenähert. Die elektronische Wechselwirkung wird durch Transfermatrixelemente beschrieben. Ihr Wert hängt wesentlich davon ab, ob benachbarte Moleküle zueinander in para- oder in meta-Stellung stehen. Der Einfluß von Schwingungsfreiheitsgraden wird sowohl in einem stochastischen Modell als auch quantenmechanisch berücksichtigt. Dieses Modell führt auf eine Dichteoperatorgleichung mit nicht hermiteschem Liouvilleoperator und erlaubt die Untersuchung des gekoppelt kohärenten und inkohärenten Exzitonentransports für verschiedene Anfangsbedingungen und von optischen Spektren. Das Auftreten eines Trichtereffektes bei künstlichen Lichtsammelsystemen und die zugehörigen Relaxationszeiten werden diskutiert.