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AG Zinth - Projekte
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Höchstfrequente Wellenpakete - ein
Weg zur Schwingungsspektroskopie in der Zeitdomäne
(Development of most modern methods in quantum optics for studies of ultrafast processes in chemistry and biology) |
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Zeit und Frequenz
In der klassischen Schwingungsspektroskopie werden die Frequenzen von Molekülschwingungen über den Raman-Effekt oder IR-Absorption bestimmt. Durch den Einsatz ultrakurzer Laserpulse ist mittlerweile eine alternative Methode verfügbar geworden, bei der die Molekülschwingungen direkt in der Zeit beobachtet wird: Mit Hilfe extrem kurzer, optischer Pulse können in molekularen Systemen kohärente Wellenpakete angeregt werden. "Wellenfunktionen sehen"
Diese kohärente zeitliche Entwicklung quantenmechanischer Wellenfunktionen findet sich in den optischen Eigenschaften der Moleküle (z.B. in der Absorption) wieder und kann mit Hilfe eines zweiten optischen Pulses abgetastet und damit sichtbar gemacht werden. Durch die Aufnahme des Abtastsignals zu vielen unterschiedlichen Verzögerungszeiten erhält man ein oszillatorisches Signal, das die Veränderung der Elektronendichte in dem Molekül widerspiegelt. Man kann auf diese Weise das Schwingen des Moleküls in der Zeitdomäne direkt "sehen". Ehemalige Mitarbeiter: Constanze Sobotta André Peine Stephan Malkmus Regina Dürr Simone Draxler Thomas Brust Markus Braun Publikationen: "Ligand exchange of CdSe nanocrystals probed by optical spectroscopy in the visible and mid-IR" B. von Holt, S. Kudera, A. Weiss, T. E. Schrader, L. Manna, W. J. Parak, M. Braun Journal of Materials Chemistry 18 (2008) 2728–2732. Details "All-Optical Operation Cycle on Molecular Bits with 250-GHz Clock-Rate Based on Photochromic Fulgides" S. Malkmus, F. O. Koller, S. Draxler, T. E. Schrader, W. J. Schreier, T. Brust, J. A. DiGirolamo, W. J. Lees, W. Zinth, and M. Braun Advanced Functional Materials 17 (2007) 3657–3662 Details "Analysis of Wave Packet Motion in Frequency and Time Domain: Oxazine 1" M. Braun, C. Sobotta, R. Dürr, H. Pulvermacher, S. Malkmus Journal of Physical Chemistry A 110 (2006) 9793-9800 Details "Chirp dependence of wave packet motion in Oxazine 1" S. Malkmus, R. Dürr, C. Sobotta, H. Pulvermacher, W. Zinth, M. Braun Journal of Physical Chemistry A 109 (2005) 10488-10492 Details "Convenient tunability of sub-10 fs-pulses in the visible range" E. Baigar, M. Braun, A. Peine, V. Konjaev, W. Zinth Ultrafast Phenomena XIII, Springer Series in Chem Physics 71, Eds. R.D. Miller, M.M. Murnane, N.F. Scherer, A.M. Weiner, Springer-Verlag Berlin (2002) 152-154 Details |
 wavepacket.mpg (675 kB) Abb. 1: Man kann das Oszillieren der Absorptionsbande direkt sehen, hier beispielshaft gezeigt am Molekül Oxazin 1 in Methanol.  Abb. 2: Durch ultrakurze Lichtimpulse kann man Wellenpaketsdynamik in Molekülen anregen.  Abb. 3: Oszillierende Absorption - Wenn das Molekül schwingt, wirkt sich das auch auf die optischen Eigenschaften (Absortion) aus. |