ELITE NETZWERK BAYERN

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   Internationale Nachwuchsforschergruppen

Electronic Excitations in Light-Converting Systems

Universität Bayreuth


Internationale Nachwuchsforschergruppe in den Naturwissenschaften


Leitung: Dr. Linn Leppert


Kontakt: linn.leppert@uni-bayreuth.de



Projektdauer: 5 Jahre


Angliederung an das Programm des Elitenetzwerks Bayern:

Elitestudiengang „Biological Physics"


Kooperationsbeziehungen:

  • Prof. H. Karunadasa, Department of Chemistry, University of Stanford
  • Prof. J. Köhler, Experimentalphysik, Universität Bayreuth
  • Prof. S. Kümmel, Theoretische Physik, Universität Bayreuth
  • Prof. J. Neaton, Department of Physics, University of California Berkeley
  • Prof. M. Ullmann, Computational Biochemistry, Universität Bayreuth
  • Dr. A. Weber-Bargioni, Lawrence Berkeley National Laboratory

Natürliche Lichtsammelsysteme wandeln die Energie des Sonnenlichts in chemische Energie um. Dies geschieht in einem komplizierten Prozess, der die Anregung, den Transport und die Trennung von Ladungsträgern umfasst. Neben den Pflanzen sind es auch Algen und einige Bakterien, die unter teilweise extremen, jedoch fast immer wechselhaften Umweltbedingungen Photosynthese betreiben. Dennoch laufen die quantenmechanischen Prozesse, die der Photosynthese zugrunde liegen, mit erstaunlich hoher Effizienz ab.

Das Ziel der Internationalen Nachwuchsforschergruppe "Electronic excitations in light-converting systems" ist es, Energie- und Ladungstransport in bakteriellen Photozentren mit Hilfe von höchst genauen und parameterfreien quantenmechanischen Methoden zu beschreiben. Dabei interessiert uns vor allem die Wechselwirkung der durch das Sonnenlicht angeregten Farbstoffmoleküle untereinander und mit ihrer Umgebung. Wie können scheinbar identische Farbstoffe in unterschiedlichen Regionen des photosynthetischen Zentrums völlig verschiedene Aufgaben übernehmen? Welchen Einfluss hat quantenmechanische Kohärenz auf den Energietransport zum Reaktionszentrum? Wie beeinflussen die unterschiedlichen Bestandteile des Photosystems dessen optoelektronische Eigenschaften?

Auf lange Sicht hoffen wir die Designprinzipien zu verstehen, die hohe Quanteneffizienzen unter unterschiedlichsten Umweltbedingungen ermöglichen. Diese Prinzipien könnten dann auf von Menschen gemachte Lichtsammelsysteme, d.h. insbesondere Solarzellen, übertragen werden. Daher sollen die durch das Elitenetzwerk Bayern geförderten Mitglieder der Nachwuchsforschergruppe mit den Studenten zusammenarbeiten, die die gleichen quantenmechanischen Methoden auf komplexe photovoltaische Materialien anwenden. Gleichzeitig wollen wir eng mit Experimentalphysikern, Chemikern und Biochemikern zusammenarbeiten, die sich entweder mit biologischen Lichtsammelkomplexen oder Materialien für die Photovoltaik sowie mit künstlicher Photosynthese auseinandersetzen.


Kontakt
Dr. Linn Leppert
Polymer Nanostructure Building
Raum 5.1.02.002
Physikalisches Institut
Universität Bayreuth
95447 Bayreuth

Weitere Informationen

Gefördert durch:
  • Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst
  • Elitenetzwerk Bayern:
  • seit 1. Januar 2018