Materials World Network: Understanding the Design and Characterization of Air-stable n-Type Charge Transfer Dopants for Organic Electronics
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt untersuchten wir den Dotierungsmechanismus und die Eigenschaften von luftstabilen n-Dotierstoffen zur Dotierung oganischer Halbleiter. Diese luftstabilen Dotierstoffe haben den Vorteil, dass sie in der Anwendung wesentlich leichter gehandhabt werden können, z.B. beim Einfüllen in die Beschichtungsanlage. Unter den untersuchten Verbindungen liefert (2-Cyc-DMBI) 2 die besten Ergebnisse und liefert überraschend noch höhere Leitfähigkeiten als die effizientesten luftsensiblen Dotierstoffe. Durch Vergleich verschiedener Matrixmaterialien mit unterschiedlichen Energieniveaus können wir eine allgemeine Grenze für die Ionisierungsenergie des Ladungsübertragungszustandes liefern, um luftstabile n-dotierte Halbleiter zu erhalten. Weiterhin untersuchten auch die Wechselwirkungen von Dotiermolekülen an Oberflächen, z.B. das o-MeO-DMBI System auf einer auf der Au (111)-Oberfläche abgeschiedenen C60-Schicht durch Rastertunnelmikroskopie und Spektroskopie. Wir zeigten, dass STM- Experimente einen Einblick in die komplexe Energielandschaft molekularer Materialien unter dem Einfluss eines leitfähigen Substrats geben. In Kombination mit DFT-Berechnungen und elektrostatischen Analysen können wir die experimentellen Ergebnisse durch die Auswirkungen von Bildladungs- und Polarisationseffekten qualitativ erklären. Dieser Ansatz kann die Vorhersage von elektronischen Ebenen organischer Verbindungen unter dem Einfluss von Elektroden ermöglichen, was eine Voraussetzung für die effiziente Anwendung der Dotierung der Elektroden-Halbleiter-Kontakte ist. Die Möglichkeit der Verwertung in anwendungsnäheren Projekten wir zur Zeit geprüft.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Quantification of deep hole-trap filling by molecular p-doping: Dependence on the host material purity. Org. Electron. 14, 2348 (2013)
Max L. Tietze, Karl Leo, Björn Lüssem
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.orgel.2013.05.036) - Quantum coherence of bulk electrons on metals revealed by scanning tunneling spectroscopy. Phys. Rev. B 89, 205433 (2014)
R. Ohmann, C. Toher, J. Meyer, A. Nickel, F. Moresco, G. Cuniberti
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.205433) - Doped Organic Semiconductors: Trap-Filling, Impurity Saturation, and Reserve Regimes. Adv. Funct. Mater. 25, 2701 (2015)
Max L. Tietze, Paul Pahner, Kathleen Schmidt, Karl Leo, and Björn Lüssem
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/adfm.201404549) - Supramolecular Rotor and Translator at Work: On-Surface Movement of Single Atoms. G. Cuniberti ACS Nano 9, 8394-8400 (2015)
R. Ohmann, J. Meyer, A. Nickel, J. Echeverria, M. Grisolia, C. Joachim, F. Moresco, G. Cuniberti
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acsnano.5b03131) - Tuning the Formation of Surface Coordination Nanostructures on a Gold Surface. Chem. Comm. 51, 12621 (2015)
J. Meyer, A. Nickel, R. Ohmann, Lokamani, C. Toher, D. Ryndyk, Y. Garmshausen, S. Hecht, F. Moresco, G. Cuniberti
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/c5cc02723c) - and structure engineering in organic semiconductors. Science 352, 1446 (2016)
Martin Schwarze, Wolfgang Tress, Beatrice Beyer, Feng Gao, Reinhard Scholz, Carl Poelking, Katrin Ortstein, Alrun A. Günther, Daniel Kasemann, Denis Andrienko, Karl Leo
(Siehe online unter https://doi.org/10.1126/science.aaf0590) - Electronically Driven Single-Molecule Switch on Silicon Dangling Bonds. J. Phys. Chem. C, 120, 27027–27032 (2016)
A. Nickel, T. Lehmann, J. Meyer, F. Eisenhut, R. Ohmann, D.A. Ryndyk, C. Joachim, F. Moresco, G. Cuniberti
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b05680) - Influence of organic ligands on the line shape of the Kondo resonance. Phys. Rev. B 93, 155118 (2016)
J. Meyer, R. Ohmann, A. Nickel, C. Toher R. Gresser, K. Leo, D. A. Ryndyk, F. Moresco, G. Cuniberti
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.155118) - Passivation of Molecular n-Doping: Exploring the Limits of Air Stability. Adv. Funct. Mater. 26, 3730 (2016)
Max L. Tietze, Bradley D. Rose, Martin Schwarze, Axel Fischer, Steffen Runge, Jan Blochwitz-Nimoth, Björn Lüssem, Karl Leo, and Jean-Luc Brédas
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/adfm.201505092) - Tetracene Formation by On-Surface Reduction. ACS Nano 10, 4538 (2016)
J. Krüger, N. Pavliček, J.M. Alonso, D. Pérez, E. Guitián, T. Lehmann, G. Cuniberti, A Gourdon, G. Meyer, L. Gross, F. Moresco, D. Peña
(Siehe online unter https://doi.org/10.1021/acsnano.6b00505)
