Der Schwerpunkt unserer Forschungsarbeiten liegt in der Entwicklung neuer spektroskopischer Methoden in der ultrakurzen Zeitdomäne zur Untersuchung elementarer molekularer Dynamik (Rotation, Schwingung, Elektronen-/Protonen-Transfer). Hierbei kommen ultrakurze Laserpulse (ca. 100 Femtosekunden Pulsbreite) in Form der Anregungs-Abfrage-Methode (pump-probe) auf der Zeitskala dieser molekularen Prozesse in vielfältiger Weise zum Einsatz. Als Nachweismethoden wird Photodissoziation in Kombination mit Ionenfallen-Massenspektrometrie eingesetzt (Action-Spektroskopie, s. Abb. 1).

Die Wechselwirkung von Metallen und Metall-Ionen mit den Bausteinen der DNA und RNA, den Nukleobasen, ist von fundamentaler Bedeutung für die Struktur, Stabilität und Funktionalität biologischer Systeme (s. Abb. 2). Während spezifische Komplexe mit Pt (cis-Platin) schon lange als Krebstherapeutika Anwendung finden, werden alternativ photoaktivierbare Ru(II)-Komplexe diskutiert. Aggregate aus mehreren Ag(I)-Ionen mit DNA-Strängen werden für die Fluoreszenz-Biosensorik eingesetzt. Wir untersuchen die Bildung und Eigenschaften solcher Aggregate mit Ionenfallen-Laserspektroskopie. 

Der Femtosekunden zeitaufgelöster Energie- und Ladungstransfer in ionischen, massenselektierten Metall-Ligand-Komplexen wird durch Photodissoziation untersucht. Die Ionen werden durch Electrospray Ionisation (ESI) präpariert und in einer Ionenfalle gespeichert. Die Dynamik zwischen Metallzentren oder Metallzentren und Liganden wird in Abhängigkeit von Art der Liganden und Metalle bestimmt. Nach Laseranregung  elektronischer Zustände erfolgen unterschiedliche photochemische Umwandlungen, deren Nachweis über Photofragmentation gelingt. Aus der Aufklärung dieser ultraschnellen Elementarprozesse in multinuklearen Metallkomplexen und ihren Addukten (s. Abb. 3) erhoffen wir uns grundlegende Erkenntnisse zu den elektronischen, optischen und reaktiven Eigenschaften dieser wichtigen Spezies. Anwendungen liegen im Bereich der (Photo-)Katalyse, Lumineszenz-Diagnostik oder Energiewandlung.