Chiralität bezeichnet die spannende Eigenschaft eines Zweikomponenten-Systems ausschließlich durch eine Spiegelung ineinander übersetzt werden zu können. Chiralität findet sich in den verschiedensten Bereichen der Forschung, beispielsweise beinhalten eine Vielzahl pharmazeutischer Produkte chirale Moleküle, wobei meist nur einer der chiralen Partner als aktiver Wirkstoff erwünscht ist.

In Kooperation mit dem Lehrstuhl für Physikalische Chemie (CRC) erforschen wir am E11 die Grundlagen eines Laser-basierten Verfahrens zur Separation und Anreicherung chiraler Isomere in dünnen Filmen. Der Oberflächen-Desorptionsprozess aus einem Enantiomeren-Gemisch heraus kann dabei durch den Drehsinn eines zirkular polarisierten Laserpulses gesteuert und auch in seiner Dynamik verändert werden. Zum Einsatz kommen dabei Ultrakurzpulse <50 fs aus einem Ti:Sa CPA System, wodurch konkurrierende Austragprozesse umgangen werden können. Die aktuelle Forschung zielt auf die Hochskalierung des am Lehrstuhl erstmals nachgewiesenen Prozesses und auf die Untersuchung der experimentellen Möglichkeiten und Grenzen.

Auf Seiten der Diagnostik eines Laser-induzierten Überschusses erlauben konventionelle spektrometrische Methoden wie die CD-Spektroskopie nur dann die Bestimmung des enantiomerischen Gehalts, wenn die Moleküle isoliert, etwa in Lösung, vermessen werden. In ungeordneten Systemen mit ausgepägten intermolekulen Bindungen ist dies aufgrund des artifiziellen Zusatzbeitrags der Superstruktur nur in Einzelfällen möglich. Durch den Einsatz von resonanzverstärkter nichtlinearer differenzieller Spektroskopie konnten wir am Lehrstuhl zeigen, dass die molekulare Chiralität selbst in solch ungeordneten Systemen bestimmt werden kann. Aktuelle Messungen zielen darauf ab, linear-spektroskopische Studien zum Verhältnis zwischen optischer Anisotropie und dem enantiomerischen Gehalt des Systems auf das nichtlineare optische Regime zu erweitern und zu vervollständigen. Die Methode erweist sich als äußerst robust und vorhersehbar gegenüber Variationen in der Messanordnung und Probenbeschaffenheit. Dadurch ist sie anwendbar für chiral-optische Untersuchungen an aufkommenden neuartigen Probensysteme, wie z.B. chiralen Perovskiten.