Les recherches du groupe Schuurman se situent dans les domaines de la chimie théorique et computationnelle, avec un accent sur la description des interactions lumière-molécule. Si l'absorption d'un photon met la molécule dans un état électronique excité, la dynamique qui en résulte impliquera des changements à la fois dans les structures électroniques et nucléaires. L'évolution de la densité électronique dans une molécule est du domaine de la chimie quantique, tandis que le mouvement des noyaux est décrit à l'aide de la dynamique nucléaire quantique. Notre groupe développe non seulement des méthodologies dans ces domaines, mais les applique également à des molécules qui se prêtent à des études spectroscopiques expérimentales.
Si la simulation de la dynamique électronique et nucléaire qui suit la photo-excitation peut aider les chercheurs à comprendre les mécanismes réactionnels à l'œuvre dans les processus photochimiques, les structures moléculaires en évolution ne sont pas elles-mêmes observables dans une expérience. Au lieu de cela, un deuxième photon de lumière est nécessaire pour sonder ce système moléculaire photo-excité. En effet, c'est la base des spectroscopies dites pompe-sonde. Un objectif clé de notre groupe est la simulation des spectroscopies résolues en temps/pompe-sonde à l'aide de calculs de premiers principes, de sorte que les résultats de la simulation et les résultats de l'expérience puissent être comparés côte à côte. En conséquence, notre groupe bénéficie de collaborations avec de nombreux groupes de spectroscopie expérimentale tant au Canada qu'à l'étranger.
Publications sélectionnées
- K. S. Zincheno, F. Ardama-Lamas, I. Seidu, S. P. Neville, J. van der Veen, V. U. Lanfaloni, M. S. Schuurman, H.-J. Worner, “Sub-7-femtosecond conical intersection dynamics proved at the carbon K-edge”, Science, 371, 6528, (2021)
- S. P. Neville, M. S. Schuurman, "Removing the deadwood from DFT/MRCI wave functions: The p-DFT/MRCI method", J. Chem. Theor. Comp., 17, 7657, (2021).
- K. R. Herperger, A. Roder, R. J. MacDonell, A. E. Boguslavskiy, A. B. Skov, A. Stolow, M. S. Schuurman, “Directing Excited-State Dynamics via Chemical Substitution: A systematic study of p-donors and p-acceptors at a carbon-carbon double bond”, J. Chem. Phys., 153, 244307, (2020).
- T. Endo, S. P. Neville, V. Wanie, S. Beaulieu, C. Qu, J Deschamps, P. Lassonde, B. E. Schmidt, H. Fujise, M. Fushitani, A. Hiskikawa, P. L. Houston, J. M. Bowman, M. S. Schuurman, F. Legare, H. Ibrahim, “Capturing Roaming Molecular Fragments in Real Time”, Science, 370, 1072, (2020).