Projektbeschreibung
Nutzbarmachung neuartiger Licht-Molekül-Wechselwirkungen in Hohlräumen
Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie kommt in vielen Anwendungen eine zentrale Bedeutung zu, und eines der interessantesten Exemplare sind Polaritonen. Diese hybriden Teilchen bestehen aus einem Photon, das stark an einen elektrischen Dipol gekoppelt ist. Beispiele hierfür sind Elektron-Loch-Paare in Halbleitern und die oszillierenden Elektronen an der Oberfläche eines Metalls, die Oberflächenplasmon-Polaritonen bilden. In etwas größerem Maßstab können molekulare Polaritonen unter bestimmten Bedingungen in örtlich begrenzten elektromagnetischen Feldern entstehen, wie sie etwa in optischen Hohlräumen auftreten. Das EU-finanzierte Projekt QuantumLight untersucht die Beschaffenheit dieser Wechselwirkungen mit einer umfangreichen theoretischen Modellierungskampagne. Ein besseres Verständnis und damit eine bessere Steuerungsmöglichkeit dieser exotischen Licht-Materie-Wechselwirkungen wird die Innovation in der Quantenchemie und Photonik fördern.
Ziel
The chemistry of light-matter states (polaritonic chemistry) is a relatively new research area in chemistry. Recent experiments have demonstrated that molecular polaritons can have a profound impact on the outcome of chemical reactions taking place inside cavities. Molecular polaritons are formed when the molecular degrees of freedom couple strongly with the modes of a quantum field. From a theoretical point of view the experiments are highly complex, with many different interactions taking place, and a detailed theoretical understanding of the observations is still uncertain. The mission of QuantumLight is to explore, using advanced theoretical modeling, the phenomena that arise when quantum fields interact with molecules and the possibilities that emerge for chemistry. Detailed theoretical and computational understanding of these phenomena will open completely new ways to control and manipulate molecular systems and study new states of matter. The theoretical foundation is cavity quantum electrodynamics (QED), and it will, when combined with the methodologies of quantum chemistry, enable a predictive computational framework for interpretation and future design of polaritonic chemistry. The QuantumLight project will develop and apply accurate electronic structure methods for molecules interacting with quantum fields, in particular coupled cluster theory. Different types of quantum fields will be studied, focusing on those that appear inside optical cavities and the surface plasmon polariton field that is formed by metallic nanoparticles and nanogaps. Applications of the methodology will include ultrafast dynamics in photochemistry, molecules in chiral cavities, electron-photon dynamics, X-ray spectroscopy in cavities, and polariton-assisted chemical reactions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-ADG
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7491 Trondheim
Norwegen