Elektrothermische Rückkopplungen in organischen Halbleiterbauelementen

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastian Reineke
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319059955

Organische Halbleiter haben typischerweise geringe Ladungsträgerbeweglichkeiten, die nur geringe Stromdichten ermöglichen. Dennoch erreichen organische Halbleiterbauelemente den Bereich der Selbsterwärmung aufgrund Joule'scher Erwärmung selbst bei moderaten Spannungen, da sie auf großen Flächen hergestellt werden und sehr geringe Schichtdicken im Nanometerbereich haben. Im Gegensatz zu anorganischen Halbleitern wie Silizium oder Galliumarsenid zeigen organische Bauelemente eine starke positive Rückkopplung zwischen der Verlustleistung und der elektrischen Leitfähigkeit der Schichten, was zu nichtlinearen Effekten, wie thermisches Umschalten oder negative differentielle Widerstände, führt. Dies geschieht bereits bei vergleichsweise geringen Temperaturanstiegen. Dieses Projekt zielt darauf ab, solche nichtlineare Effekte in zwei Arten von organischen Bauelementen nachzuweisen und zu untersuchen: Für organische Leuchtdioden (OLEDs) und für organischen Transistoren (OTs). Ein prinzipielles Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse soll erarbeitet werden, um eine Basis für die zukünftige Optimierung von Schaltkreisen und Bauelementen bestehend aus organischen Halbleitern zu schaffen. Deshalb werden in diesem Projekt auch neue Strategien entwickelt, die den Beschränkungen aufgrund von Selbsterwärmung entgegenwirken. Zusätzlich werden neue Ansätze erforscht, die die elektrothermische Rückkopplung ausnutzen, um neuartige Funktionen und Anwendungen organischer Bauelemente zu realisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Karl Leo
• Kooperationspartner: Dr. Matthias Liero