Ultraschnelle Solvatationsdynamik untersucht mit Femtosekunden-Absorptions- & Fluoreszenz-Spektroskopie

Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Klärung der ultraschnellen Generationsdynamik des solvatisierten Elektrons. Dafür werden erstmals die Techniken der bekannten Zweiimpuls- und Dreiimpuls-Spektroskopie auf die konjugierten Basenpaare einfacher Alkohole angewendet. Wichtigstes Ergebnis ist die Entdeckung eines ultraschnellen und hocheffizienten Rekombinationskanals direkt nach Abtrennung der Elektronen durch Einphotonenabsorption bei 202 nm. Innerhalb von etwa 1,0 ps rekombinieren circa 66 % der Elektronen. Dies wird mit einem schnellen Wasserstofftransfer erklärt. Basierend auf den Messungen sowie quantenchemischen Simulationen zur frühen Phase wird ein neues Modell zur Erklärung der Solvatationsdynamik vorgeschlagen. Dabei wird der erste Zwischenzustand als eine auf antibindende Orbitale vieler Solvatmoleküle verteilte Elektronenwolke betrachtet. Dies schwächt die OH-Brücken der Solvatmoleküle und die Wahrscheinlichkeit für den Wasserstofftransfer ist erhöht, solange die ursprüngliche Solvatkonfiguration noch nicht umgebaut ist. Weiterhin wird im Rahmen dieser Arbeit zur Untersuchung der Solvatationsdynamik von Chromophoren ein Experiment zur zeitaufgelösten Fluoreszenzspektroskopie aufgebaut. Erste Ergebnisse der Untersuchungen an drei Hemicyaninen in den Lösungsmitteln Wasser, Ethanol Aceton und Dimethylsulfoxid werden vorgestellt und eingehend diskutiert.