Computer modeling of nonlinear optics signals at interfaces
Project goals
Originating exclusively in non-centrosymmetric environments, Sum Frequency Generation (SFG) and Second Harmonic Scattering (SHS) generation have become powerful and extremely sensitive techniques for studying processes at surfaces and interfaces. Improved methods, models, and necessary input parameterizations from ab initio calculations will allow prediction and interpretation of the SFG spectra of aqueous solutions and to develop modeling of SHS signals. We advance our cooperation with experimental and ab initio calculations experts from the study of planar inorganic interfaces (crystalline and amorphous metal oxides) towards the study of dispersed nanoparticles and soft organic interfaces (organic self-assembled monolayers, lipid membranes). Our aim is to allow the prediction of nonlinear spectra of much larger systems and on a much longer time scale than ab initio methods allow, towards biologically relevant systems. Linking experimental results with a molecular description of the origin of spectroscopic signals will lead to a better understanding of the interfacial phenomena.
Keywords
computer simulationssolid-liquid interfacenonlinear opticssum-frequency generationsecond harmonic scatteringspectroscopy
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202200004
Main participants
Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
22-02972S
Alternative language
Project name in Czech
Počítačové modelování nelineárních optických signálů na rozhraních
Annotation in Czech
Díky generování signálu výhradně v necentrosymetrickém prostředí se generování součtové frekvence (Sum Frequency Generation, SFG) a druhého harmonického rozptylu (Second Harmonic Scattering, SHS) staly výkonnými a extrémně citlivými technikami pro studium procesů na površích a rozhraních. Vylepšení metod, modelů a získání potřebných vstupních parametrizací z ab initio výpočtů umožní předpovídat a interpretovat SFG spektra vodných roztoků a vyvíjet modelování SHS signálů. Posouváme naši spolupráci s experimentátory a experty na ab initio výpočty od studia rovinných anorganických rozhraní (krystalické a amorfní oxidy kovů) směrem ke studiu rozptýlených nanočástic a měkkých organických rozhraní (organické samoorganizované monovrstvy, lipidové membrány). Cílem je umožnit predikci nelineárních spekter mnohem větších systémů a na mnohem delším časovém měřítku, než dovolují ab initio metody, směrem k biologicky relevantním systémům. Propojení experimentálních výsledků s molekulárním popisem původu spektroskopických signálů povede k lepšímu pochopení jevů na rozhraních.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
OECD FORD - secondary branch
10403 - Physical chemistry
OECD FORD - another secondary branch
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
BH - Optics, masers and lasers
CF - Physical chemistry and theoretical chemistry
JJ - Other materials
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2024
Project status
—
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GA-R
Data delivery date
Mar 12, 2025
Finance
Total approved costs
4,804 thou. CZK
Public financial support
4,804 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
4 804 CZK thou.
Public support
4 804 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Optics (including laser optics and quantum optics)
Solution period
01. 01. 2022 - 31. 12. 2024