Vibronic Excitation Dynamics in Conjugated Polymers

Wir beabsichtigen, mittels fortschrittlichen quantenchemischen Methoden die Wechselwirkung zwischen dem optisch angeregten elektronischen Zustand und der Kerndynamik in konjugierten Polymeren zu theoretisch zu untersuchen und mit experimentellen Daten abzugleichen. Abriss: Konjugierte Polymere sind neuartige organische Halbleitermaterialien, die zahlreiche Anwendungen versprechen z.B. organische LEDs, Transistoren, Computerbildschirme und Solarzellen. Allerdings ist die theoretische Beschreibung ihrer Eigenschaften noch sehr ungenügend. Insbesondere die Vorgänge unmittelbar nach der Anregung mit Licht (Lokalisierung der Anregungsenergie, Relaxation der molekularen Struktur, Ladungstrennung etc.) sind unklar, obwohl diese intensiv experimentell studiert worden sind, insbesondere mittels zeitaufgelöster spektroskopischen Methoden. Im vorliegenden Projekt wollen wir diese Prozesse theoretisch auf molekularer und mesoskopischer Ebene studieren. Zu diesem Zwecke werden wir modernste ab initio und semiempierische> quantenchemische Methoden einsetzen, mit dem Ziel ein mesoskopisches Modell für die Beziehung zwischen Polymerstruktur und den daraus folgenden funktionalen Eigenschaften aufzustellen. Dies ist eine wesentliche Vorraussetzung für ein zielgerichtetes molekulares Design spezifischer opto-elektronischer Bauelemente. Nur in der durch dieses Projekt begründeten engen Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe des Mitantragstellers können die theoretischen Arbeiten kontinuierlich mit experimentellen Resultaten der Femtosekundenspektroskopie abgeglichen werden.