Посредством комбинирано експериментално и квантовохимично изследване да се изучат фотовъзбудените процеси с пренос на енергия и на вътрешно-молекулен заряд в луминесцентни лантанидни системи и лиганди-хромофори използвани като сензори за ултравиолетова светлина, маркери, специфични оптични филтри и луминесцентни устройства.
Предвижда се разработването на методология за интерпретиране на експериментални данни на базата на аб иницио и DFT изчисления.
Работен пакет 1:
Абсорбционни и емисионни свойства на Ln(III)-1,10-фенантролин комплекси, изолирани и дотирани в силикатни матрици:
Молекулно моделиране на изолирани Eu(III) и Gd(III) комплекси с 1,10-фенантролин (phen) в основно и възбудено състояние (триплетно и синглетно). Тестване на изчислителни методи към референтни експериментални данни. Молекулно-орбитален анализ.
Моделиране и симулиране на абсорбционни спектри на системата Eu-phen-SiO2. Анализ на геометричните и абсорбционни параметри на изолирания комплекс, и този в SiO2 матрица.
Теоретично изследване на луминесцентните свойства на изолирания [Eu(phen)2](NO3)3 комплекс и вграден в SiO2 матрица, с LUMPAC програма.
Работен пакет 2:
Синтез и експериментално охарактеризиране на хибридни лантанидни системи:
Синтез и детайлно охарактеризиране на хибридни комплекси със състав Eu(phen)2(NO3)3xH2O, с квантов добив 35-40% и други Ln(phen)2(NO3)3xH2O, Ln = Tb, Ho. Зол-гелен синтез и охарактеризиране на нанокристални композити със състав SiO2 – Ln2O3 , Ln = Еu, Tb, Ho, с контролирана порьозност на силициеви алкоксиди, и функционализирането им с 1,10-фенантролин.
Температурна зависимост на абсорбционните спектри на разтвори на получените комплекси Ln(phen)2(NO3)3xH2O, Ln = Еu,Tb, Ho.
Детайлно изследване на оптичните свойства и енергийния трансфер в получените композитни материали от системата SiO2 - Ln2O3, Ln = Еu,Tb, Ho функционализирани с 1,10-фенантролин.
Работен пакет 3:
Абсорбционни и емисионни свойства на Ln(III) комплекси с кумарин-3-карбоксиловата киселина:
DFT и RI-ADC(2) моделиране на структурата на серия Sm(III), Eu(III), Tb(III) комплекси с кумарин-3-карбоксиловата киселина в основно и възбудено състояние. Подбор на теоретичен метод за геометричната оптимизация във възбудено състояние. Популационен анализ.
Симулиране на абсорбционни и емисионни спектри на кумарин-3-карбоксиловата киселина, и нейните Sm(III), Tb(III) и Eu(III) комплекси с помощта на TDDFT и ADC(2) методи в газово състояние и разтвор.
Теоретично изследване на луминесцентните свойства на лантанидните комплекси с LUMPAC програма.
Работен пакет 4:
Абсорбционни свойства на хромофора 4-хидроксибензилиден-2,3-диметилимидазолинон (ХБДИ) на зеления флуоресциращ протеин. Влияние на обкръжаващата среда (разтворител):
Моделиране на геометрията на неутралната, протонираната и депротонираната форми на хромофор на зеления флуоресциращ протеин в газова фаза, и в разтвор. Подбор на солватиращ подход.
Изчисляване на енергиите на вертикално възбуждане на лиганда-хромофор в газова фаза и в разтвор. Подбор на подходящ метод способен да симулира солватохромни абсорбционни свойства при различните форми на хромофора.
Изследване на влиянието на разтворителя върху енергиите на абсорбционните преходи, популационен анализ.