Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion in organischen Halbleitern mit hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten und hoher Emissionseffizienz

• Antragstellerin: Professorin Dr. Katharina Broch
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251536402

Organische Halbleiter (OSCs) sind Kohlenwasserstoffverbindungen, die temperaturabhängige Leitfähigkeit für elektrischen Strom zeigen. Sie finden Anwendungen in Bauteilen wie z.B. organischen Leuchtdioden (OLEDs), die, angeschlossen an einen Stromkreis, Licht emittieren. Dies geschieht durch die strahlende Verschmelzung (Rekombination) von Elektronen und Fehlstellen von Elektronen (Löchern) an einer Grenzfläche im Material. Für die Optimierung dieser Bauteile sind zwei Materialeigenschaften von großer Bedeutung. Zum einen eine große Beweglichkeit der Ladungsträger, damit alle über den Stromkreis eingebrachten Ladungsträger eine Grenzfläche erreichen können und rekombinieren. Dies erfordert ein Material, das eine hohe strukturelle Ordnung besitzt und nur wenige Störstellen enthält, an denen die Ladungsträger gestreut und damit gebremst werden können. Zum anderen eine effiziente Emission, das heißt, dass idealerweise alle eingebrachten Ladungsträger zur Emission von Licht beitragen. Voruntersuchungen zeigten, dass die strukturelle Ordnung nicht nur große Auswirkungen auf die Ladungsträgerbeweglichkeit hat, sondern auch die Emission stark beeinflussen kann. Vom Standpunkt der Grundlagenforschung sind die Ursachen für diese Beobachtungen noch nicht vollständig geklärt.Das Thema des Projekts ist daher eine Untersuchung des Zusammenhangs von Materialstruktur und chemischer Zusammensetzung auf die Ladungsträgerbeweglichkeit und die optischen Eigenschaften (insbesondere die Emission) einer Klasse von OSCs mit hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten und effizienter Emission, deren Anwendungen dann auch in Bauteilen getestet werden sollen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Henning Sirringhaus