In this work, two techniques, based on the established method of pump--probe spectroscopy were used to investigate the properties of molecular systems in the liquid phase within the visible spectral wavelength range.
The first technique is standard transient absorption (TA) spectroscopy which was applied to a diazo-precursor to identify the formation of a biradical in an inert solvent after UV excitation. With the combination of EPR spectroscopy and quantum chemical calculations, the formation of a biradical in an unpolar and non-protic solvent was proven. Besides, in the presence of air or a polar and protic solvent, the biradical reacts ultrafast to various side products.
The second technique is time-resolved circular dichroism (TRCD) spectroscopy, which was performed in two different ways. The first approach based on a pulse-enantiomer (PE) setup, where an initially circularly polarized pulse was split into two pulses, of which one was mirrored under normal incidence, to flip its polarization. The result was two pulses with mirrored polarization states that propagate collinearly to the sample as left and right circularly polarized probe pulses. The alignment procedure as well as the drawbacks of this setup are described in detail.
However, a new TRCD setup was built that used a polarization grating to get left and right circularly polarized pulses. With the experiences of working with the PE setup, the new TRCD setup could be optimized so that TRCD spectra of a chiral squaraine polymer could be measured. With the help of quantum chemical calculations, the signals were assigned to exciton dynamics that describe spatial and energetic rearrangements of the excitation energy. The alignment and the measurement procedures to perform TRCD spectroscopy with the new setup are described in detail for future experiments. / In dieser Arbeit wurden zwei Techniken, die auf der etablierten Methode der Anrege-Abfrage-Spektroskopie beruhen, zur Untersuchung der Eigenschaften molekularer Systeme in der Flüssigphase im sichtbaren Wellenlängenbereich eingesetzt.
Die erste Technik ist die standardmäßige transiente Absorptionsspektroskopie, die auf einen Diazovorläufer angewendet wurde, um die Bildung eines Biradikals in einem inerten Lösungsmittel nach UV-Anregung zu identifizieren. Durch die Kombination von EPR-Spektroskopie und quantenchemischen Berechnungen konnte die Bildung eines Biradikals in einem unpolaren und nicht-protischen Lösungsmittel nachgewiesen werden. Außerdem reagiert das Biradikal in Gegenwart von Luft oder einem polaren und protischen Lösungsmittel ultraschnell zu verschiedenen Nebenprodukten.
Die zweite Technik ist die zeitaufgelöste Zirkulardichroismus (TRCD)-Spektroskopie , die auf zwei verschiedene Arten durchgeführt wurde. Der erste Ansatz basiert auf einem Puls-Enantiomer (PE)-Aufbau, bei dem ein ursprünglich zirkular polarisierter Puls in zwei Pulse aufgespalten wurde, von denen einer unter nach einer Reflexion von 90$^\circ$ zur Piegeloberfläche gespiegelt wurde, um seine Polarisation umzukehren. Das Ergebnis waren zwei Pulse mit gespiegelten Polarisationszuständen, die sich kollinear als links- und rechtszirkular polarisierte Abfragepulse ausbreiten. Das Justageverfahren sowie die Nachteile dieses Aufbaus sind ausführlich beschrieben.
Außerdem wurde ein neuer TRCD-Aufbau verwirklicht, der ein Polarisationsgitter verwendet, um links- und rechtszirkular polarisierte Pulse zu erhalten. Mit den Erfahrungen aus der Arbeit mit dem PE-Aufbau konnte der neue TRCD-Aufbau so optimiert werden, dass TRCD-Spektren eines chiralen Squaraine-Polymers gemessen werden konnten. Mit Hilfe von quantenchemischen Berechnungen wurden die Signale der Exzitonendynamik zugeordnet, die räumliche und energetische Umlagerungen der Anregungsenergie beschreiben. Die Justage und das Messverfahren zur Durchführung der TRCD-Spektroskopie mit dem neuen Aufbau werden für zukünftige Experimente detailliert beschrieben.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:37033 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Reß-Müller, Lea |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/doku/lic_mit_pod.php, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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