Forskningsprojekt Polaritonisk kemi och material för ljus och materia
Vi undersöker möjligheterna att kontrollera kemiska reaktioner med begränsade elektriska fält ur ett teoretiskt perspektiv. Genom att använda nanokaviteter kan man skapa hybridtillstånd mellan ljus och materia och modifiera molekylers reaktivitet.
I och med framstegen inom kavitetskvantelektrodynamiken och dess senaste tillämpning på molekyler har användningen av ljusets kvantegenskaper för att styra fotokemi kommit inom räckhåll. Nya, banbrytande experiment har visat att man kan använda vakuumfältet i en optisk nanoresonator för att avsevärt ändra det potentiella energilandskapet och därmed dess fotokemi.
Projektbeskrivning
I och med framstegen inom kavitetskvantelektrodynamiken och dess senaste tillämpning på molekyler har användningen av ljusets kvantegenskaper för att styra fotokemi kommit inom räckhåll. Nya, banbrytande experiment har visat att man kan använda vakuumfältet i en optisk nanoresonator för att avsevärt ändra det potentiella energilandskapet och därmed dess fotokemi. Den underliggande effekten är bildandet av så kallade "dressed states", som skapas när det kvantiserade strålningsfältet kopplas till en molekylär elektronisk övergång. I det resulterande kopplade ljus-materia-systemet är de molekylära och fotoniska frihetsgraderna starkt blandade. Denna effekt är välkänd för atomära prover, men den är ännu inte helt klar för molekyler. Införandet av de nukleära frihetsgraderna kräver nya teoretiska ramar. Denna effekt kan användas för att ändra reaktionsvägar för kemiska och fotokemiska reaktioner. Detta öppnar ett brett spektrum av möjligheter att konstruera nya typer av ljusdrivna katalysatorer. Vi undersöker de underliggande mekanismerna och arbetar med att bygga upp en lämplig verktygslåda för numeriska simuleringar. Med den nya insikten och de nya verktygen vill vi föreslå nya fotokemiska tillämpningar.
Projektmedlemmar
Projektansvariga
Markus Kowalewski
Universitetslektor
Medlemmar
Berna Arslanoglu
Doktorand
Lucas Garcia Borges
Doktorand
Thomas Schnappinger
Postdoktor
