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Quantenchemische und quantendynamische Untersuchungen zur Photochemie von Wasser auf einer Titandioxidoberfläche

Mitschker, Jan - Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (2015)


In dieser Dissertation wurde die Photochemie von Wasser auf Rutil(110) mit ab initio Methoden untersucht. Ein Ti9O18-Cluster mit einem umgebenden Punktladungsfeld dient als Modell der Oberfläche. Fünfdimensionale Potentialflächen wurden auf CASSCF-Niveau für den elektronischen Grundzustand und einen elektronisch angeregten Zustand berechnet. Letzterer beschreibt eine kationische Wasser-Spezies. Durch den Einsatz künstlicher Neuronaler Netze war es möglich, diese Flächen zu fitten. Quantendynamische Simulationen der Kernbewegung wurden für die Photodesorption und die Photodissoziation durchgeführt. Die repulsiven Kräfte im angeregten Zustand führen zu einer schnellen Desorption, der ein MGR-Mechanismus zugrunde liegt. Die Photodissoziation offenbart eine teilweise Dissoziation, die durch eine Energiebarriere in der Nähe der Franck-Condon-Region bestimmt wird. Diese ist auch für ausgeprägte Isotopeneffekte verantwortlich.


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