@phdthesis{Schaefer2018,
  author    = {Sch{\"a}fer, Julian},
  title     = {Synthesis and Photophysical Investigation of Donor-Acceptor-Substituted meta- and para-Benzene Derivatives},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-155007},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die erfolgreiche Synthese einer Serie von bisTriarylamin (bisTAA) Verbindungen vorgestellt. Zum einen wurde das Substitutionmuster an der Benzol Br{\"u}ckeneinheit in Form einer meta- bzw. para-St{\"a}ndigkeit der Redoxzentren (pX bzw. mX), und zum anderen die energetische Lage der Br{\"u}ckeneinheit durch zwei elektronen-schiebende oder ziehende Substituenten X (mit X = OMe, Me, Cl, CN, NO2) in 2,5-Position variiert. Im Falle der meta-Serie wurden auch einige in 4,6-Position substituierte Verbinungen hergestellt (mX46). Die neutral Verbindungen wurden bez{\"u}glich ihrer elektrochemischen und photophysikalischen Eigenschaften untersucht. Durch Oxidation konnten die gemischt valenten (MV), kationischen bisTAA-Verbindungen erzeugt werden. Der thermisch induzierte Lochtransfer (HT) wurde durch temperatur-abh{\"a}ngige ESR-Spektroskopie untersucht. W{\"a}hrend die HT-Rate k und HT-Barriere ΔG in mX unbeeinflusst von den Substituenten X sind, steigen gleichzeitig k und ΔG in der pX-Serie mit zunehmenden Elektonenschub von X an. Diese zun{\"a}chst widerspr{\"u}chliche Beobachtung konnte durch einen ansteigenden Einfluss von L{\"o}sungsmitteleffekten und dadurch resultierend, einer zus{\"a}tzlichen effektiven Barriere erkl{\"a}rt werden. Der optisch induzierte Lochtransfer wurde mittels UV/Vis/NIR-Spektroskopie untersucht. Die pX-Serie zeigte eine Zuhname der elektronischen Kopplung V und dementsprechende eine Abnahme von ΔG, mit Anstieg des elektonenschiebenden Charakters von X. F{\"u}r mX war eine spektroskopische Bestimmung dieser Parameter nicht m{\"o}glich. Die mX46-Serie zeigte ein intermedi{\"a}res Verhalten, wobei MV-Verbindungen mit stark elektronenschiebenden X eine {\"a}hnliche hohe Kopplungen wie pX aufwiesen, was mit Hilfe von DFT-Rechnungen bez{\"u}glich der Molek{\"u}lorbitale erkl{\"a}rt werden konnte. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Synthese einer Serie von Verbindungen mit Triarylamin (TAA) als Donor und Naphthalindiimid (NDI) als Akzeptor vorgestellt. Auch hier wurde zum einen das Substitutionmuster an der Benzol-Br{\"u}ckeneinheit in Form einer meta- bzw. para-St{\"a}ndigkeit der Redoxzentren (pXNDI bzw. mXNDI) variieiet und die energetische Lage der durch X (mit X = OMe, Me, Cl, CN, NO2) in 2,5-Position variiert. Außerdem wurde die in 4,6-Position substituierte Verbinungen mOMe46NDI hergestellt. Alle Verbindungen wurden bez{\"u}glich ihrer elektochemischen und photophysikalischen Eigenschaften untersucht. Die Elektronentransferprozesse der Ladungsseparierung (CS) und Ladungsrekombination (CR) dieser Verbindungen sollten mittels transienter Absorptionsspektroskopie (TA) in Toluol untersucht werden. F{\"u}r die Nitroverbindungen p-/mNO2NDI war dies nicht m{\"o}glich, da sich diese unter Bestrahung zersetzten. Die CR von pXNDI waren nicht im ns-Bereich detektierbar, weshalb sich auf die mXNDI-Serie (mit X = OMe-CN) konzentriert wurde. Die CS wurde mittels fs-TA untersucht. Nach optischer Anregung konnte die Bildung eines CS-Zustandes detektiert werden, dessen Bildungsgeschwindigkeit hin zu elektronen-ziehenden Substituenten X steigt. Die CR wurde mit ns-TA untersucht. Sie findet in der Marcus invertierten Region statt und zeichnet sich wird durch ein biexponentialles Abklingverhaten, was durch ein Singulet-Triplett Gleichgewicht im CS-Zustand zustande kommt, aus. Durch Anlegen eines externen Magnetfeldes ließ sich das Abklingverhalten entscheidend ver{\"a}ndern und es konnte eine Singulett-Triplett Aufspaltung nachgewiesen werden. Dieser Befund konnte weiterhin durch Simulation der Abklingkurven best{\"a}tigt werden. In beiden Teilen dieser Arbeit konnte ein entscheidender Einfluss der Benzolbr{\"u}cke auf die auftretenden Ladungstransferprozesse gezeigt werden. F{\"u}r den HT in Grundzustand der MV bisTAA Verbindungen, sowie der ET im angeregten Zustand der Donor-Akzeptor-Verbindungen, wurden die h{\"o}chsten ET-Raten f{\"u}r die para-Serien pX und pXNDI gefunden, w{\"a}hrend die meta-Serien mX und mXNDI deutlch kleine Transferraten aufwiesen. In beiden Studien zeigten die meta46-Verbindungen mX46 und mOMeNDI46 ein intermedi{\"a}res Verhalten, zwischen denen der para- und meta-Verbindungen.},
  subject      = {Synthese},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Quast2012,
  author    = {Quast, Tatjana},
  title     = {Spectroscopic investigation of charge-transfer processes and polarisation pulse shaping in the visible spectral range},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74265},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {The first part deals with the spectroscopic investigation of ultrafast light-induced charge-transfer processes in different molecular compounds. In the second part, the question of the generation and characterisation of broadband visible polarisation-shaped laser pulses is treated.},
  subject      = {Polarisiertes Licht},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Holzapfel2007,
  author    = {Holzapfel, Marco},
  title     = {Photoinduced Charge Transfer Processes in Triarylamine Based Redox Cascades},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25276},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {In the first part of this work a new approach to measure transient absorption spectra of fluorescent compounds by means of laser flash photolysis technique was presented. Generally, the recorded transient absorption signal consists of transient absorption, fluorescence and ground state bleaching. Thus, for fluorescent chromophores a fluorescence correction is indispensable in order to obtain undisturbed absorption decay curves as well as accurate transient absorption spectra. Due to time response characteristics of the PMT detector the fluorescence contribution cannot be corrected by recording the fluorescence separately. Measuring two transient absorption signals with probe light differing in intensity, compounds with quantum yields up to ~ 35 \% can be investigated. This is a major improvement because transient absorption spectroscopy is a powerful method to gain insight into the kinetics and the energy of excited states and information in the time domain of fluorescence are no longer lost. In the second part the synthesis and the photophysical characterisation of redox cascades were reported. These cascades consist of an acridine acceptor and up to three triarylamine donor subunits. The redox potentials of the triarylamines were tuned by adequate substituents in the para-position of the phenyl ring to ensure a directed redox gradient. Upon photoexcitation a locally excited state or a CT state is populated which then injects a hole onto the adjacent donor and consequently results in a CS state. Fluorescence and transient absorption measurements revealed that HT depends strongly on donor strength and solvent polarity. Formation of a CS state was only observed in case of strong terminal donors or polar solvents. A low lying localised triplet state acts as an energy trap and quenches all CS states even in case of the cascade with the strongest terminal donor in very polar solvents. Furthermore, population of a CS state catalyses the formation of this triplet states which results in a shorter lifetime of the CS state compared to the lifetime of the CT state of the corresponding reference compound. Compared to redox cascades already reported in literature, the electronic coupling between the redox centres was decreased by sterical as well as electronic effects. To prolong the lifetime of the CS state saturated spacers on the one hand and a perpendicular orientation of the acceptor and the adjacent donor on the other hand were selected. The twisting of the subunits forming the CT state results in a higher degree of charge separation but its contribution to increase the lifetimes of the CS states is of minor importance. The longer lifetime of the CS states can be ascribed to the saturated spacers. Experimental data in combination with calculated values indicate that charge recombination takes place in the Marcus normal region by a superexchange mechanisms. Although charge recombination of the known cascades is located in the Marcus inverted region, these CS states decay faster than the CS states of the compounds investigated in this work.},
  subject      = {Ladungstransfer},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hippius2007,
  author    = {Hippius, Catharina},
  title     = {Multichromophoric Arrays of Perylene Bisimide Dyes - Synthesis and Optical Properties},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24767},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {The present work deals with the synthesis and the investigation of the photophysical properties of covalently constructed calix[4]arene-perylene bisimide dye arrays containing various PBI units. The obtained conjugates are characterized with respect towards their application in a new, zigzag-type architecture of artificial light-harvesting systems. For this purpose, orange (core-unsubstituted), red (6,7,11,12-tert-butylphenoxy-functionalized) and green (1,7-pyrrolidino-substituted) perylene bisimide building blocks have been attached to the calix[4]arene scaffold. First, the monochromophoric reference systems have been studied, and second, the photophysical properties of a comprehensive series of newly synthesized, multichromophoric calix[4]arene-perylene bisimide conjugates showing efficient energy transfer processes between the individual dye subunits have been investigated. Furthermore, a series of bichromophoric compounds containing identical chromophoric units has been obtained. Towards this goal, a variety of spectroscopic techniques such as UV/vis absorption, steady state and time-resolved fluorescence emission, and femtosecond transient absorption spectroscopy as well as a spectrotemporal analysis of the obtained data has been applied. This work presents a new concept for an artificial light-harvesting system positioning the dye units by means of calix[4]arene spacers along a zigzag chain. The investigations start with the syntheses and optical properties of the monochromophoric building blocks and result in an elaborate study on the energy and electron transfer processes occurring after photoexcitation in a comprehensive series of multichromophoric calix[4]arene-perylene bisimide conjugates. Finally, the photophysical properties of a series of compounds containing each two identical PBI units are discussed.},
  subject      = {Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer},
  language  = {en}
}