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Zeitaufgelöste Messungen zu Ladungstransfer-Prozessen

Zur Injektion von Ladungsträgern in ein konjugiertes Polymer kann der fotoinduzierte Ladungstransfer verwendet werden. Die injizierten Ladungsträger sind dann stark delokalisiert und beeinflussen die elektronischen bzw. magnetischen Eigenschaften des Akzeptorsystems. Die AG Wagner verwendet funktionalisierte Ferrocene als Ladungsdonatoren in makromolekularen Systemen. Mit Hilfe der zeitaufgelösten optischen Spektroskopie können die Formation und Relaxation der durch Ladungstransfer angeregten Zustände sowie Lebensdauern, Grad der Lokalisierung, Effekte verschiedener Substituenten usw. untersucht werden. Derzeit konzentrieren sich unsere Femtosekunden-Anrege-Abtast-Messungen auf die Untersuchung von monomeren Prototypen. Bei diesen sind ein Ferrocen-Donator und ein organischer Akzeptor über Bor-Stickstoff-Brücken, die eine große Flexibilität in der Molekül-Architektur erlauben, verbunden. Momentan erweitern wir den Umfang der Untersuchungen von Molekülen in Lösung auf Dünnfilme und Kristalle mit Blick auf verwandte oligo- und polymere Akzeptorsysteme. Die Arbeit wird ergänzt durch eine detaillierte "chemische"Charakterisierung (AG Wagner) und theoretische Rechnungen (Dr. Müller).

Verantwortlich: M. Thomson

Schalten der Magnetisierung durch Fotoisomerisation

In Vorbereitung von Arbeiten zum Schalten der Magnetisierung durch strukturelle Änderungen wurden zunächst Messungen an einfachen Fotoisomerisations-Systemen wie Azobenzol, das keine magnetischen Signaturen aufweist, vorgenommen. Ein weiteres Azobenzol-Derivat wird demnächst untersucht, dessen Substituenten großen Einfluss auf die spektroskopischen Eigenschaften, die Quanteneffizienz und die (metastabile) Lebensdauer des cis-Isomers haben. Die transienten Messungen dienen uns einerseits als "Lernprogramm", (wie erhält man spektroskopisch Aufschlüsse über den reinen Vorgang der Fotoisomerisierung, wie unterscheidet man die Mechanismen Rotation und Inversion, welchen Einfluss hat die Umgebung) und zum anderen zur Erstellung geeigneter Messapparaturen. Durch die ersten Untersuchungen haben wir Erfahrung im Umgang und in der grundlegenden Charakterisierung von fotoaktiven Substanzen gewonnen.

Verantwortlich: J. Kolb

Optische Detektion der Magnetisierung

(a) Externe Magnetfeldsensoren:
Externe Magnetfeldsensoren dienen vor allem der Bestimmung der Magnetisierung einer Probe, bei der man hierzu nicht die intrinsischen magnetischen Effekte ausnutzen kann. So verwendet man als Sensor ein bereits gut charakterisiertes anorganisches, empfindlich auf Magnetfeldänderungen reagierendes Material, das dann zur Vermessung der molekularen Proben zur Verfügung steht.
(b) Zeitaufgelöste Untersuchung unter Verwendung der intrinsischen magneto-optischen Effekte:
Durch Ausnutzen der intrinsischen magneto-optischen Effekte wie des Faraday-Effekts (Drehung der Polarisation eines Lichtstrahls bei der Transmission durch ein entsprechendes Material) oder des Kerr-Effekts (bei der Reflexion auftretende Polarisationsdrehung von Licht) gewinnt man direkte Informationen über die Magnetisierung in der Probe. Die Zeitauflösung wird durch Verwendung von Anrege-/Abfrage-Messtechniken erreicht. Für die Verwendung der intrinsischen magneto-optischen Effekte als Detektionsverfahren sind kristalline Proben notwendig. Einen alternativen Zugang zu magnetischen Effekten bieten bisweilen Absorptionsänderungen der Moleküle, die mit Magnetisierungsänderungen einhergehen. Man kann diese auch bei nichtkristallinen Proben ausnutzen, muss aber den Zusammenhang von Absorptionsänderung und Magnetisierungsänderung bzw. Spinzustandsänderung genau ermitteln.

 

geändert am 19. November 2004  E-Mail: Webmasternovosel@physik.uni-frankfurt.de

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Druckversion: 19. November 2004, 16:16
http://www.uni-frankfurt.de/fb/fb13/pi/Wissenschaftliche_Arbeitsgruppen/femto/forschung/forschergruppe.html