Osnabrück 2002 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 11: Femtosekundenspektroskopie IV: molekulare Dynamik

MO 11.4: Vortrag

Mittwoch, 6. März 2002, 17:15–17:30, HS 15/E07

Pikosekunden-Photokontrolle eines molekularen Schalters — •Ulrich Schmidhammer, Vincent de Waele und Eberhard Riedle — LS für BioMolekulare Optik, Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München

Das photochrome Molekül cyanophenyl-DHA geht nach UV-Bestrahlung in das s-trans-VHF über. Bisher galt DHA als monostabiles System, da die Rückreaktion vom s-trans-Isomer thermisch verläuft und nicht optisch erzwungen werden konnte. Der Reaktionsablauf wurde mit Breitband- und zeitaufgelöster Zwei-Farben-Spektroskopie verfolgt: Nach einer ultraschnellen (100 fs) strukturellen Relaxation des DHA* und der Ringöffnung zum s-cis-VHF* in 1 ps folgt die Relaxation zum Grundzustand des s-cis-VHF in 15 ps. Die cis-trans-Isomerisierung findet im elektronischen Grundzustand (τ > 1 ns) statt.

Diese detaillierten Kenntnisse lassen eine photoinduzierte Rückreaktion vom transienten Zustand des s-cis-VHF erhoffen. In einem Zwei-Puls- Experiment wurden zwei DHA-Lösungen gleicher Konzentration und Volumina bestrahlt: Lösung 1 wurde mit 340 nm- Pulsen bestrahlt bis der Großteil des DHA zum VHF konvertiert war. In Lösung 2 wurde nach dem UV-Puls, der die Reaktion zum VHF auslöst, ein zweiter, zeitlich verzögerter Puls mit λ = 530 nm (Absorptionsmaximum der transienten Spezies) eingestrahlt, um die Reaktion vom zwischenzeitlich entstandenen s-cis-VHF zurück zum DHA zu induzieren. Der cw-spektroskopische Vergleich der beiden Lösungen zeigte, daß in der zweiten Lösung um mehr als 50 % weniger s-trans-VHF entstand, also die Reversibilität des molekularen Schalters erreicht wurde.