Ultrafast photoinduced electron transfer (ET) processes in dye-semiconductor systems are studied employing a first-principles based methodology. Electronic structure calculations are used to characterize the systems and to parametrize a model Hamiltonian. On the basis of this modeling procedure, accurate quantum dynamical simulations are performed employing the multilayer multiconfiguration time-dependent Hartree method. As representative examples, several dye molecules adsorbed at titanium oxide nanoparticles are considered. The simulations show that in all systems the electron injection process takes place on an ultrafast femtosecond timescale and is accompanied by significant electronic coherence effects. The mechanisms of the ET process, in particular the influence of the anchor and bridge groups as well as the effect of Dushinsky rotation on the ET dynamics, are studied in detail.     «

Ultrafast photoinduced electron transfer (ET) processes in dye-semiconductor systems are studied employing a first-principles based methodology. Electronic structure calculations are used to characterize the systems and to parametrize a model Hamiltonian. On the basis of this modeling procedure, accurate quantum dynamical simulations are performed employing the multilayer multiconfiguration time-dependent Hartree method. As representative examples, several dye molecules adsorbed at titanium oxid...     »

Gegenstand der Arbeit sind theoretische Untersuchungen von ultraschnellen photoinduzierten Elektrontransfer(ET)-Prozessen in Farbstoff-Halbleiter-Systemen. Die theoretische Beschreibung verwendet einen Modellhamiltonoperator, dessen Parameter durch first-principles Elektronenstruktur-Rechnungen charakterisiert werden. Akkurate quantendynamische Simulationen werden unter Verwendung der Multilayer Multiconfiguration Time-Dependent Hartree Methode durchgeführt. Die betrachteten Anwendungsbeispiele umfassen eine Reihe repräsentativer Farbstoffmoleküle adsorbiert auf Titanoxid-Substraten. Für alle Systemen ergeben die Simulationen eine von ausgeprägten elektronischen Kohärenzeffekten begleitete ultraschnelle Elektroneninjektion. Detailierte Untersuchungen umfassen den Mechanismus der ET-Prozesse, den Einfluss der Anker- und Brückengruppen sowie der Duschinski-Rotation der Normalmoden auf die ET-Dynamik.     «

Gegenstand der Arbeit sind theoretische Untersuchungen von ultraschnellen photoinduzierten Elektrontransfer(ET)-Prozessen in Farbstoff-Halbleiter-Systemen. Die theoretische Beschreibung verwendet einen Modellhamiltonoperator, dessen Parameter durch first-principles Elektronenstruktur-Rechnungen charakterisiert werden. Akkurate quantendynamische Simulationen werden unter Verwendung der Multilayer Multiconfiguration Time-Dependent Hartree Methode durchgeführt. Die betrachteten Anwendungsbeispiele...     »