Exciton localization and optical spectroscopy of linear and tubular J-aggregates

Natuurkundige modellen van fotosynthese Moleculaire J-aggregaten zijn zelf-geassembleerde structuren die soms wel uit duizenden moleculen kunnen bestaan. Zulke aggregaten zijn aanwezig in de natuurlijke fotosynthetische systemen van planten en bacteriën, waar ze een belangrijke rol spelen in de opvang van het zonlicht en het transport van deze energie. De excitaties in deze systemen worden gedeeld door vele moleculen, dankzij de sterke interacties tussen de moleculen. Dit resulteert in een collectieve optische respons van het aggregaat. Met behulp van theoretische modellen hebben we het collectieve gedrag van de excitaties in aggregaten van verschillende geometrie bestudeerd en het effect hiervan op de optische eigenschappen. Onderwerpen van speciaal belang zijn de effecten van de lokale omgeving van het aggregaat op de collectiviteit van de excitaties, de manier waarop de specifieke oriëntaties van de moleculen in een aggregaat het uiteindelijke absorptiespectrum bepalen, de consequenties van interacties tussen nabijgelegen moleculaire aggregaten en de rol van meervoudig-geëxciteerde toestanden in ‘single-molecule’ spectroscopie