Electronic Excitations
Die Internationale Nachwuchsforschungsgruppe „Electronic Excitations in light-converting systems“ untersucht die quantenmechanischen Prozesse der Photosynthese, bei der Pflanzen die Energie von Licht umwandeln. Ziel der Forschungsgruppe ist es, Aufschluss über die Energetik und den Transport der vom Sonnenlicht angeregten Elektronen zu erhalten. Das Wissen über diese Prinzipien ist eine wichtige Voraussetzung, um Technologien weiter zu entwickeln, die das Sonnenlicht als Energiequelle nutzen.
Die Nachwuchsforschungsgruppe in der Übersicht
| Standort | Universität Bayreuth |
| Anbindung | Elitestudiengang „Biological Physics“ |
| Projektdauer | 2018 bis 2023 |
| Leitung | Dr. Linn Leppert E-Mail an Dr. Linn Leppert senden |
| Weitere Informationen | Webpräsenz „Electronic Excitations in light-converting systems“ |
Electronic Excitations in light-converting systems
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 Nachwuchsforschungsgruppe ist es, Energie- und Ladungstransport in bakteriellen Photozentren mithilfe von höchst genauen und parameterfreien quantenmechanischen Methoden zu beschreiben. Dabei steht vor allem die Wechselwirkung der durch das Sonnenlicht angeregten Farbstoffmoleküle untereinander und mit ihrer Umgebung im Fokus des Interesses:
- 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 die Mitglieder der Internationalen Nachwuchsforschungsgruppe „Electronic Excitations in light-converting systems“, die Designprinzipien zu verstehen, die hohe Quanteneffizienzen unter unterschiedlichsten Umweltbedingungen ermöglichen. Diese Prinzipien könnten dann auf von Menschen gemachte Lichtsammelsysteme, das heißt insbesondere Solarzellen, übertragen werden.
Durch die Förderung des Elitenetzwerks Bayern habe ich optimale Bedingungen, um meine interdisziplinären Forschungsfragen anzugehen.
Dr. Linn Leppert
Die Internationale Nachwuchsforschungsgruppe „Electronic Excitations in light-converting systems“ kooperiert mit dem Elitestudiengang „Biological Physics“ der Universität Bayreuth.
Weitere Kooperationen
| Universität Bayreuth | Bayreuth, Deutschland |
| University of California Berkeley | Berkeley, USA |
| Lawrence Berkeley National Laboratory | Berkeley, USA |
| University of Stanford | Stanford, USA |