Auch als elektronisches Dokument verfügbar: http://scitation.aip.org/getpdf/servlet/GetPDFServlet?filetype=pdf&id=JCPSA6000136000012124118000001&idtype=cvips&doi=10.1063/1.3698289&prog=normal
The journal of chemical physics Melville, NY : AIP, 1933 136(2012), Seite 124118-1-124118-15
Das Thema dieser Arbeit war die Kontrolle offener Quantensysteme, wobei der Schwerpunkt auf photochemischen Oberflächenreaktionen lag. In dieser Arbeit wurde die Beschreibung offener Quantensysteme innerhalb der „Surrogate Hamiltonian“ Methode realisiert. Eine effiziente Methode zur Berechnung von Kontrollfeldern ist die optimale Kontrolltheorie (Opimal Control Theory (OCT)). In dieser Arbeit wurde ein Kontrollkonzept, das auf OCT mit zeitabhängiger Zielfunktion beruht, verwendet, um das dissipative Verhalten offener Quantensysteme zu minimieren. Um Kontrolle über offene Quantensysteme zu erzielen, wurden der „Surrogate Hamiltonian“ Ansatz und OCT miteinander verbunden. Drei offene Quantensysteme wurden mittels der kombinierten Methode untersucht; ein harmonischer Oszillator eingetaucht in ein Ohmsches Bad, CO adsorbiert auf einer Pt-Oberfläche und NO adsorbiert auf einer NiO-Oberfläche. Für alle drei Systeme wurde festgestellt, dass Dissipation in einem hohen Maß gedämpft werden kann. <dt.>
The topic of this thesis was the control of open quantum systems with the emphasis on the control of surface photochemical reactions. A quantum system in condensed phase, which undergoes dissipative processes, is an open quantum system. In this thesis, the description of open quantum systems was realized within the “Surrogate Hamiltonian” approach. An efficient and accurate method to find control fields is optimal control theory (OCT). In this thesis, a control scheme relying on OCT with time-dependent targets was employed to minimize the dissipative behavior of open quantum systems. To gain control of open quantum systems, the “Surrogate Hamiltonian” approach and OCT with time-dependent targets were combined. Three open quantum systems were investigated by the combined method, a harmonic oscillator immersed in an Ohmic bath, CO adsorbed on a Pt surface and NO adsorbed on a NiO surface. It was observed that dissipation could be subdued to a high degree for all three systems. <engl.>
In der Arbeit werden ab initio Studien zur Beschreibung der laserinduzierten Photodesorption von CO-Molekülen von einer Rutil(110)-Oberfläche vorgestellt. Die Modellierung der Substratoberfläche erfolgt im Rahmen der eingebetteten Cluster-Näherung unter Anwendung eine Ti9O18-Clusters. Neben dem elektronischen Grundzustand werden für die Photodesorption relevante elektronisch angeregte Zustände untersucht. Aufbauend auf 1D Studien unter Berücksichtigung der Desorptionskoordinate Z werden 2D Potentialflächen unter Berücksichtigung weiterer Freiheitsgrade des CO-Adsorbats berechnet. Auf Basis der Potentialflächen werden quantendynamische Wellenpaket-Simulationen zur laserinduzierten Photodesorption unter Berücksichtigung der Desorptionskoordinate Z und des Polarwinkels theta vorgestellt. Anhand einer systematischen Analyse der Wellenpaketdynamik wird in dieser Dissertation der zugrunde liegende Photodesorptionsmechanismus der CO-Moleküle von der TiO2(110)-Oberfläche aufgeklärt. <dt.>
In this work ab inito studies on laser-induced desorption of CO molecules from a rutile(110) surface are presented. The substrate surface is modelled within the embedding cluster approach, using a Ti9O18 cluster. For a detailed understanding of the adsorption process the bonding behaviour of the CO adsorbate in the electronic ground state is studied in detail. Beneath that, the for the desorption relevant electronically excited states are studied and potential energy surfaces regarding more degrees of freedom than only the desorption coordinate Z are calculated. 2D quantum dynamical wave packet simulations concerning laser-induced desorption with respect to desorption coordinate Z and polar angle theta are presented. The systematic analysis of the wave packet dynamics leads to the understanding of the underlying desorption mechanism of CO molecules from the TiO2(110) surface. <engl.>