Arbeitsgruppe Ultrakurzzeitspektroskopie

Wissenschaftliches Profil

Die Arbeitsgruppe Ultrakurzzeitspektroskopie untersucht Licht-Materie-Wechselwirkungen in photoresponsiven Molekülen und Materialien. Hierbei steht die Reaktivität elektronisch angeregter Zustände und die Ableitung von Struktur-Dynamik-Funktionsbeziehungen im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Neben methodischen Entwicklungen für die in-situ-spektroskopische Charakterisierung von Elektronentransferkaskaden, liegt ein weiterer Forschungsschwerpunkt auf der Erforschung von Halbleiternanostrukturen für die photokatalytische Wasserspaltung. Hierfür werden Strategien zur Kopplung von Quantenpunkten und Nanostäbchen mit Metallpartikeln oder molekularen Reaktionszentren entwickelt und Ladungstrennungsprozesse an den entstehenden Grenzflächen erforscht.

Forschungsthemen

• In-situ spektroskopische Methoden zur Charakterisierung elektronisch angeregter Zustände in photoresponsiven Molekülen und Materialien
• Mechanistische Untersuchungen zur photodynamischen Therapie – Photophysik und Photochemie niedermolekularer Verbindungen in humanen Zellen
• Untersuchungen photoinduzierter Reaktivität in Makromolekülen
• Synthese und Charakterisierung von molekular-funktionalisierten Photoelektroden
• Synthese von Halbleiternanostrukturen (Quantenpunkte, Nanostäbchen) und Funktionalisierung mit katalytisch aktiven Zentren (Metallpartikel, molekulare Reaktionszentren) und 
• Mechanistische Untersuchung der Ladungstrennungsprozesse an der Halbleiter/Metall oder Halbleiter/Molekül Grenzfläche

Die Forschungsthemen der Arbeitsgruppe Ultrakurzzeitspektroskopie kombinieren die kontrollierte Herstellung von photoaktiven Materialien mit deren detaillierten spektroskopischen Charakterisierung. Auf diese Weise gewinnen wir ein molekular-mechanistisches Verständnis für die funktionsbestimmenden lichtinduzierten Prozesse in den untersuchten Molekülen und Materialien.

Anwendungsbereiche

• Photokatalyse, insbesondere artifizielle Photosynthese
• Licht-Energie-Wandlung in farbstoff-sensibilisierten Solarzellen
• Photogetriebene Wirkstoffaktivierung und –freisetzung

Die wissenschaftlichen Anwendungen der Arbeiten zielen auf ein optimiertes Design von Molekülen und Materialien durch ein detailliertes mechanistisches Verständnis. Technologische Anwendungsfelder liegen schwerpunktmäßig in den Bereichen Licht-Energie-Konversion und Wirkstofffreisetzung und –aktivierung.