SPP 1601:
New Frontiers in Sensitivity for EPR Spectroscopy: from Biological Cells to Nano Materials
Fachliche Zuordnung
Chemie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198612328
Electron paramagnetic resonance (EPR) is a spectroscopic technique that allows detection of para-magnetic centres and magnetic nuclei coupled to them on a time scale as short as nanoseconds and with spatial resolution from the atomic up to the nanometer scale. Recent progress in this technique has been mainly driven by specific needs in the research areas of biological and material science. The Priority Programme has been bringing these research areas together in a coordinated effort to increase the sensitivity of EPR as an essential spectroscopic technique for biology, chemis-try, materials science and physics.As a major goal, applications such as the investigation of megadalton molecular machines, in cell protein-protein interactions or enzymatic mechanisms, catalytic processes on single-crystalline surfaces or the light-induced degradation of thin-film solar cells are addressed by EPR. The intrin-sic diversity of the studied systems implies that the envisaged sensitivity enhancement does not only rely on advances on the side of EPR hardware but involves alternative polarization and de-tection schemes and the adaptation of the method to ¿real world¿ samples.The programme invites applications for collaborative projects that focus on four major research areas. The first two areas comprehend methods to increase the sensitivity of EPR experiments: 1) methods for improved excitation and manipulation of electron spin magnetization and 2) methods for improved EPR detection. The third and fourth areas explore the applicability of these methods in fields of biological and material sciences, which are not amenable to EPR spec-troscopy at the current state-of-the-art.In the current first phase, the groups with focus on applications have adapted and expanded pres-ently available methods for increased sensitivity (such as the use of micro-resonators, THz spec-troscopy, electrical or optical excitation or detection) to their specific purposes. Groups with ex-pertise in EPR methodologies have been developing new experiments. In the second phase of the programme the focus is on joining these two development threads. The outcome from the me-thodical work in the first funding period will be transferred within the consortium and optimized to new specific applications.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Schweiz, USA
Projekte
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3D Abbildungen individueller Spinmarker auf der Nanometerskala
(Antragstellerinnen / Antragsteller
Neumann, Philipp
;
Wrachtrup, Jörg
;
Zappe, Andrea
)
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Ab inito Berechnung von EPR Parametern von ausgedehnten periodischen Systemen: Funktionalisierung von Oberflächen und Grenzschichten
(Antragsteller
Gerstmann, Uwe
)
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Abstandsmessungen im Nanometerbereich mittels intrazellulärer Elektronenspinresonanzspektroskopie
(Antragsteller
Drescher, Malte
;
Summerer, Daniel
)
-
Anwendung von Ampliuden/Phasenmodulierten Pulsen für dipolare EPR-Spektrokopie
(Antragsteller
Prisner, Thomas F.
)
-
Broadband EPR in Microresonators
(Antragsteller
Suter, Dieter
)
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Detektion lichtinduzierter Magnetisierung durch Magnetresonanz-Kraftmikroskopie: Aufbau eines Kraftmikroskops und erste Anwendungen
(Antragstellerinnen / Antragsteller
Havenith-Newen, Martina
;
Weber, Stefan
)
-
Die Entwicklung einer unkonventionellen Elektronenspinresonanz-Methode für die selektive Detektion von photogenerierten und extrahierten Ladungsträgern in optoelektronischen und photovoltaischen Bauelementen durch gepulste Feldgetriebene Extraktion
(Antragsteller
Dyakonov, Vladimir
)
-
Einzelspin EPR und NMR mit atomaren Spinsensoren in Diamant
(Antragsteller
Jelezko, Fedor
;
Plenio, Martin Bodo
;
Wrachtrup, Jörg
)
-
Elektrisch detektierte Elektronenspinresonanz mittels gepulster Feld-getriebener Ladungsträgerextraktion für die Anwendung in Dünnschichtsolarzellen
(Antragsteller
Dyakonov, Vladimir
;
Sperlich, Andreas
)
-
Elektrisch detektierte magnetische Resonanz an nanoskopischen Bauelementen
(Antragstellerinnen / Antragsteller
Harneit, Wolfgang
;
Meyer, Carola
)
-
Elektrisch detektierte magnetische Resonanz zur Erhöhung der Sensitivität von ESR Spektroskopie an einkristallinen Oberflächen unter Ultrahochvakuumbedingungen
(Antragsteller
Risse, Thomas
)
-
Elektronenspinresonanz detektiert mittels Drehmoment-Magnetometrie
(Antragsteller
Dressel, Martin
)
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Empfindlichkeitssteigerung in EPR und Elektron-Kerndoppelresonanz mittels gepulster Polarisationstransfer-Experimente
(Antragstellerin
Bennati, Marina
)
-
Empfindlichkeitssteigerung variabler Höchstfrequenz-EPR für Anwendungen in der Photokatalyse und Proteinforschung
(Antragsteller
Schnegg, Alexander
)
-
Entwicklung effizienter ab initio Verfahren zur genauen Vorhersage der EPR-Parameter in großen Molekülen
(Antragsteller
Neese, Frank
)
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EPR Microresonators
(Antragsteller
Suter, Dieter
)
-
EPR probeheads for very small samples
(Antragsteller
Reijerse, Edward
;
Savitsky, Anton
)
-
EPR Spektroskopie von paramagnetischen Zentren und Adsorptionskomplexen in porösen metalorganische Gerüstverbindungen: Entwicklung und Anwendung von dielektrischen Resonatoren und Mikroresonatoren für Experimente an kleinen Einkristallen
(Antragsteller
Pöppl, Andreas
)
-
Hochempfindliche Magnetresonanzspektroskopie auf der Nanoskala durch projektionsbeschränktes Auslesen von NV-Zentren
(Antragsteller
Reinhard, Friedemann
)
-
IC-basierte Elektronspindetektion für biomedizinische und materialwissenschaftliche Anwendungen
(Antragsteller
Anders, Jens
)
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In-Organell und in-Zell ESR an ortogonal-spin-markierten Proteinen
(Antragstellerin
Bordignon, Enrica
)
-
In-Zell-ESR nativer paramagnetischer Proteinkofaktoren
(Antragsteller
Bittl, Robert
)
-
Koordinationsfonds
(Antragstellerin
Bennati, Marina
)
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Light-induced magnetization detected by force microscopy: from basic concept to first applications
(Antragstellerinnen / Antragsteller
Havenith-Newen, Martina
;
Weber, Stefan
)
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Metall/Metall und Metall/Nitroxyl-markierte Verbindungen für die Entwicklung von EPR-basierten Abstandsmessmethoden
(Antragstellerin
Godt, Adelheid
)
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Millikelvin Elektronenspinresonanz - ultrasensitive Detektionsverfahren und Niedrigstleistungs-Spinkontrolle
(Antragsteller
Hübl, Hans
)
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Neue Konzepte für gepulste elektrisch detektierte magnetische Resonanz mit hoher Nachweisempfindlichkeit
(Antragsteller
Brandt, Martin S.
)
-
Optimale Steuerungs-Pulse für die Elektronenparamagnetische Resonanz
(Antragsteller
Glaser, Steffen
)
-
Ortsspezifische Spinmarkierung EPR Spektroskopie in vivo
(Antragsteller
Steinhoff, Heinz-Jürgen
)
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Spinabhängiger Transport in realen Solarzellen untersucht mit gepulster Multifrequenz EDMR unterhalb von 600 MHz/20 mT und bei 263 GHz/9.4 T
(Antragsteller
Lips, Klaus
)
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Transient EDMR: A novel tool to study charge transport in organic solar cells
(Antragsteller
Behrends, Jan
)
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Trityl-Radikale: Neue Spinlabel für Nanometerabstandsmessungen mit höherer Sensitivität, bei Raumtemperatur und in Zellen
(Antragsteller
Hagelueken, Gregor
;
Schiemann, Olav
)
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Ultra-Breitband DEER und ESEEM an Metallzentren
(Antragsteller
Jeschke, Gunnar
)
-
Verbesserung der Empfindlichkeit von THz-Elektronenspinresonanz im Frequenzbereich
(Antragsteller
van Slageren, Joris
)