Osnabrück 2002 – wissenschaftliches Programm

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MO: Molekülphysik

MO 2: Femtosekundenspektroskopie I: Ladungstransfer

MO 2.3: Vortrag

Montag, 4. März 2002, 14:30–14:45, HS 15/E07

Photoinduzierter Elektronentransfer in Farbstoff-/Halbleitersystemen auf einer Zeitskala von 6 Femtosekunden — •Robert Huber¹, Martin Lenz² und Josef Wachtveitl² — ¹Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, Oettingenstr. 67, Ludwig-Maximilians-Universität München, 80538 München, Germany — ²Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Marie-Curie-Str. 11, Goethe Universität Frankfurt, 60439 Frankfurt am Main, Germany

Die Sensibilisierung von Nanopartikel durch die Adsorption organischer Farbstoffmoleküle stellt den fundamentalen Mechanismus in der sogenannten Grätzelzelle, einer neuartigen Photovoltaikzelle, dar [1]. Die primäre Ladungstrennung erfolgt dabei nach Photoanregung in Form eines Elektronentransfers vom adsorbierten Farbstoffmolekül in einen TiO2 Kolloid [2]. Im Fall starker elektronischer Kopplung gehört diese Ladungsinjektion zu den schnellsten molekularen Elektrontransferreaktionen und kann daher aufgrund mangelnder Zeitauflösung des Messaufbaus oftmals nicht direkt beobachtet werden. Wir präsentieren optische Anreg-Abtastexperimente mit ultrahoher Zeitauflösung am System Alizarin auf TiO2 und weisen damit direkt die Elektroneninjektion mit einer Zeitkonstante von 6fs nach. Es werden drei unabhängige Wege zur eindeutigen Bestätigung dieser Kinetik präsentiert. Der eindeutige Nachweis der Injektionskinetik favorisiert somit die Vorstellung einer Farbstoffanregung mit anschließendem Elektrontransfer gegenüber einer direkten Photoanregung des Elektrons in das Leitungsband des TiO2 Kolloids. [1] M. Grätzel, Nature 414, 338-344 (2001).