Vibronická koherence v molekulách a malých molekulárních soustavách

• Thesis title in Czech: Vibronická koherence v molekulách a malých molekulárních soustavách
• Thesis title in English: Vibronic coherence in molecules and small molecular complexes
• Academic year of topic announcement: 2025/2026
• Thesis type: dissertation
• Department: Institute of Physics of Charles University (32-FUUK)
• Supervisor: doc. Mgr. František Šanda, Ph.D.

Guidelines

1, Rešerše možností popisu vibronické dynamiky pro malé molekulární systémy.
2, Formulace a implementace vlastního dynamického modelu.
3, Propočet vibronické dynamiky a vybraných spekter malého molekulárního systému s ohledem na aktuální experimentální kontext.
4, Publikace, nebo zhynutí.

References

S. Mukamel, Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy, (Oxford UP, 1995).
C. Zhong, D. Bialas, C. J. Collison, F. C. Spano, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 18734.
V. Perlík, C. Lincoln, F. Šanda, J. Hauer, J. Phys. Chem. Lett. 5 (2014) 404.
E. Thyrhaug, C. N. Lincoln, F. Branchi, G. Cerullo, V. Perlík, F. Šanda, H. Lokstein, J. Hauer, Photosynth. Res. 135 (2018) 45.
V. Sláma, V. Perlík, H. Langhals, A. Walter, T. Mančal, J. Hauer, F. Šanda, Front. Chem. 8 (2020) 579166.
a další časopisecká literatura dle postupu práce a pokynů školitele.

Preliminary scope of work

Dizertace se bude zabývat popisem a simulacemi kvantové dynamiky vibronické (smíšené elektronické a vibrační) koherence v menších molekulárních systémech, dimerech či trimerech formovaných jednoduchými molekulami jako jsou peryleny či ftalokyaniny a to v kontextu časově rozlišených spekter. Kromě toho, že vibrace vyrovnávají energetickou bilanci transportu excitace, v nedávné době bylo identifikováno vícero mechanismů, kterými zásadně ovlivňují rychlost transportních procesů, spočívajících třeba v překryvu vibronických rezonancí, nebo narušení geometricky založených výběrových pravidlech. Tyto novinky přitom diskutujeme v kontextu nových experimentů dynamické spektroskopie (polarizačně kontrolovaná 2DES, fluorescenční excitace).

Práce bude teoretická, ale s návazností na experimenty časově rozlišené spektroskopie na TU Mnichov. Určeno absolventům oborů biofyzika a chemická fyzika, optika a optoelektronika, nebo teoretická fyzika.

Preliminary scope of work in English

The dissertation will foucus on the description and simulations of the quantum dynamics of vibronic (mixed electronic and vibrational) coherence in smaller molecular systems, dimers or trimers formed by simple molecules such as perylenes or phthalocyanines in the context of time-resolved spectra. In addition to the fact that vibrations balance the energy during excitation transport, several mechanisms have recently been identified where vibrations fundamentally affect the rate of transport, for example, by overlapping of vibronic resonances, or breakdown of geometrically based selection rules. These novel aspects of transport should be discussed in the context of recent dynamic spectroscopy experiments (2DES, fluorescence excitation).

The work will be theoretical, but coordinated with experiments at TU Munich. The dissertation which is offered to students in the field of Biophysics and Chemical Physics, Optics and Optoelectronics, or Theoretical Physics.