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Development of Coupled Cluster Theory in Optical Cavities for Molecular Polaritonic Response Functions

Projektbeschreibung

Entwicklung eines theoretischen Rahmens zur Berechnung molekularer polaritonischer Antwortgrößen

Die molekulare Polaritonik ist ein aufstrebendes Forschungsgebiet mit potenziellen Anwendungen bei der Manipulation chemischer Prozesse sowie der Regulierung des Energietransfers. Polaritonen – gekoppelte Systeme aus Molekülen und resonanten elektromagnetischen Feldern in Quantenkavitäten – besitzen einzigartige Eigenschaften, die eine nicht-invasive Beeinflussung molekularer Systeme möglich machen. Während die Berechnung der Potentialenergieflächen von Polaritonen möglich ist, bleibt die Beschreibung anderer Eigenschaften weiterhin eine Herausforderung. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen geförderte Projekt QEDControl will Theorien formulieren und Techniken zur Berechnung polaritonischer Antworteigenschaften in Quantenkavitäten entwickeln. Unter Nutzung theoretischer Molekularphysik, leistungsstarker Softwareentwicklung und angewandter computerchemischer Methoden zielt es darauf ab, einen theoretischen Rahmen und Softwarewerkzeuge zu etablieren, welche die zukünftige Gestaltung chemischer Prozesse in Quantenkavitäten ermöglichen werden.

Ziel

Introducing molecules into quantum cavities to enhance selected physical properties or to control chemical processes is a highly active domain of research. The coupled system of molecules and the resonant electromagnetic field, called a molecular polariton, have properties very different from those of free molecules, providing a possibility of non-invasively influencing molecular systems on a quantum level. Developments in experimental techniques and electronic structure methods continuously open up new possibilities of tuning polaritons for specific applications. The description of molecules in quantum cavities requires models deeply rooted in quantum electrodynamics and necessitates novel perspectives in wavefunction-based methods. Although it is now possible to calculate the potential energy surfaces of polaritons, the description of other properties, especially response functions, is an open challenge.

In this project, we aim to develop theories and methods for the calculation of polaritonic response properties in quantum cavities, with the goal to understand the possibilities of quantum control of intra- and intermolecular processes. Our developments are expected to provide experimental and fundamental research with a theoretical framework and software implementations for the future design of chemical processes in quantum cavities. Achieving this result will rely on an interdisciplinary work between theoretical molecular physics, high-performance software development, as well as applied computational chemistry methods. This synergy between electronic structure theory expertise of the Host with the background in response function theory of the Applicant will also be supported by a larger effort at the Saarland University to utilize quantum cavities in molecular science. Overall, the successful project will give a theoretical background for planning polaritonic devices for tailored applications by a non-invasive altering physical and chemical properties.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITAT DES SAARLANDES
Netto-EU-Beitrag
€ 217 965,12
Adresse
CAMPUS
66123 Saarbrucken
Deutschland
Region
Saarland Saarland Regionalverband Saarbrücken
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten