Wie funktioniert interne Umwandlung (crossover) in Molekülen?

Die interne Umwandlung (auch als "intersystem crossing" oder "cross over" bezeichnet) ist ein Prozess in der Photochemie und Molekülphysik, bei dem ein Molekül von einem elektronisch angeregten Zustand in einen anderen elektronisch angeregten Zustand übergeht, ohne dabei Strahlung (Photonen) abzugeben. Dieser Prozess tritt häufig zwischen Zuständen unterschiedlicher Multiplizität auf, z.B. von einem Singulett-Zustand in einen Triplett-Zustand.

Hier ist eine vereinfachte Erklärung des Prozesses:

1. **Anregung**: Ein Molekül absorbiert ein Photon und wird in einen elektronisch angeregten Zustand (z.B. Singulett-Zustand) überführt.

2. **Intersystem Crossing**: Durch Wechselwirkungen, wie Spin-Bahn-Kopplung, kann das Molekül von diesem angeregten Singulett-Zustand in einen energetisch ähnlichen Triplett-Zustand übergehen. Dieser Übergang ist strahlungslos, d.h., es wird kein Photon emittiert.

3. **Relaxation**: Das Molekül kann dann aus dem Triplett-Zustand entweder durch Phosphoreszenz (Emission von Licht) oder durch weitere strahlungslose Prozesse in den Grundzustand zurückkehren.

Die Effizienz des Intersystem Crossings hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Molekülstruktur, der Energieunterschiede zwischen den Zuständen und der Stärke der Spin-Bahn-Kopplung.

Ein praktisches Beispiel für Intersystem Crossing ist die Phosphoreszenz in Leuchtstoffen, bei der das Lichtemissionsverhalten durch den Übergang von Triplett-Zuständen in den Grundzustand bestimmt wird.