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

Descrizione del progetto

Formulare un quadro teorico per calcolare le proprietà di risposta polaritonica molecolare

La polaritonica molecolare è un campo di ricerca emergente con potenziali applicazioni nella manipolazione dei processi chimici e nella regolazione del trasferimento di energia. I polaritoni, sistemi accoppiati di molecole e campi elettromagnetici risonanti in cavità quantistiche, possiedono proprietà uniche, che consentono un’influenza non invasiva sui sistemi molecolari; ciononostante, sebbene sia possibile calcolare le superfici di energia potenziale dei polaritoni, la descrizione di altre proprietà correlate costituisce tuttora una sfida. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto QEDControl formulerà teorie e svilupperà tecniche volte a calcolare le proprietà di risposta polaritonica nelle cavità quantistiche. Sfruttando la fisica molecolare teorica, lo sviluppo di software ad alte prestazioni e i metodi di chimica computazionale applicata, il progetto si propone di stabilire un quadro teorico e strumenti software che consentiranno la futura progettazione di processi chimici nelle cavità quantistiche.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSITAT DES SAARLANDES
Contributo netto dell'UE
€ 217 965,12
Indirizzo
CAMPUS
66123 Saarbrucken
Germania
Regione
Saarland Saarland Regionalverband Saarbrücken
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato