Mechanisms of light-induced triplet activation: MELITA

• Applicant: Professorin Dr. Christel M. Marian
• Subject Area: Theoretical Chemistry: Electronic Structure, Dynamics, Simulation
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 194304672

Viele Licht-induzierte molekulare Prozesse beinhalten einen Wechsel des Spinzustands und sind in nichtrelativistischer Quantentheorie formal verboten. Nach Photoanregung geht bei einer typischen Interkombination (IK) ein anfänglich besetzter angeregter Singulettzustand in die Triplettmannigfaltigkeit über. Für die Funktion eines organischen Chromophors ist die Rate, mit der ein angeregter Triplettzustand be- oder entvölkert wird, entscheidend. Moleküle mit hoher Triplettquantenausbeute und -lebensdauer können als Sensibilisatoren oder Intermediate für photochemische und photobiologische Transformationen dienen, wie etwa die Abspaltung photolabiler Schutzgruppen oder photodynamische Therapie. Moleküle mit effizient deaktivierten Tripletts können als Triplettlöscher fungieren und so z. B. die Photostabilität eines Fluoreszenzfarbstoffs steigern. Kürzlich wurde die Allgemeingültigkeit wohl bekannter qualitativer Regeln für die Effizienz von IK (“El Sayed-Regel” und “Energielücken-Gesetz”) in Frage gestellt. Im Rahmen dieses Projekts sollen die Mechanismen solcher IK Prozesse detailliert beleuchtet werden. Wir werden verbesserte Methoden für die Berechnung von IK Raten entwickeln, die auf Chromophore in der Gasphase, in Lösung oder in makromolekularer Umgebung anwendbar sind. Im Hinblick auf mechanistische Aspekte besonders interessante Fragestellungen ergeben sich für molekulare Systeme mit ultraschneller IK.

• DFG Programme: Research Grants