Quantentheorie zur Laserfemtochemie an metallischen Oberflächen und Filmen

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Mittels ultrakurzer intensiver Laserpulse lassen sich auf Oberflächen adsorbierte Atome und Moleküle gezielt manipulieren, z.B. in Schwingungen versetzen, vom Substrat ablösen, dissoziieren, oder zu einer chemischen Reaktion anregen - Elementarschritte zur Mikrostrukturierung von Materialien. Bei metallischen Oberflächen oder Filmen geschieht dies häufig wie folgt: In einem ersten Schritt werden die Elektronen im Metall durch den Laser "aufgeheizt", wodurch sie leichter zum Adsorbat "tunneln" können. In einem zweiten Schritt wird im Adsorbat eine "Kernbewegung" ausgelöst. In diesem Projekt geht es um die quantentheoretische Modellierung dieser Einzelschritte sowie deren Optimierung durch Variation von Laser- und Materialparametern und der Filmdicke. In einem Teilprojekt "Elektronendynamik" wird mit elektronischen Wellenpaketmethoden und anderen zeitabhängigen quantenchemischen Verfahren der laserinduzierte Transport der Elektronen vom Metall zum Adsorbat untersucht. In einem Teilprojekt "Kerndynamik" wird exemplarisch die Photodesorption kleiner Moleküle von Metallen mit Hilfe der Dichtematrixtheorie offener Quantensysteme modelliert.