Verständnis und Kontrolle der molekularen Orientierung in organischen Gast-Wirt-Systemen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Brütting; Professor Dr. Wolfgang Wenzel
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 341263954

Organische Halbleiter werde heute bereits vielfach in optoelektronischen Bauelementen - insbesondere organischen Leuchtdioden (OLEDs) - verwendet. Trotz der amorphen Natur der Filme weisen diese häufig eine beträchtliche Anisotropie ihrer optischen und (di)elektrischen Eigenschaften auf, die von teilweiser Ordnung im Hinblick auf die Orientierung der Moleküle relativ zur Substratnormalen herrühren. Mit diesem Verlängerungsantrag planen wir eine signifikante Erweiterung der wissenschaftlichen Fragestellungen mit dem Ziel, ein tieferes Verständnis der molekularen Orientierungsmechanismen in organischen Gast-Wirt-Systemen zu erhalten. Insbesondere haben wir das Arbeitsprogramm in zwei komplementäre experimentelle Teile der AG Bruetting an der U Augsburg gegliedert, um optische und elektrische Dipolmomente zu analysieren und zu korrelieren. Diese werden ergänzt und unterstützt durch ein separates Arbeitspaket zur molekularen Simulation in der AG Wenzel am KIT. Durch diesen ganzheitlichen Ansatz erwarten wir uns detaillierte Einsichten in die Filmmorphologie und erheblichen Mehrwert im Hinblick auf das mechanistische Verständnis. Darüber hinaus werden wir uns auf die Klasse der Emitter mit thermisch aktivierter verzögerter Fluoreszenz (TADF) konzentrieren; das sind Donor-Akzeptor- Systeme, deren angeregter Zustand Ladungstransfer (CT)-Charakter hat. Diese Materialien besitzen einerseits eine ausgedehnte molekulare Struktur, die starke Orientierungseffekte erwarten lässt. Andererseits ist durch den CT-Charakter der Anregungen ein deutlicher Einfluss der Umgebung in Gast-Wirtsystemen zu erwarten. Schließlich planen wir auch noch eine substanzielle Erweiterung der experimentellen Verfahren zur Orientierungsbestimmung durch zeitaufgelöste Messungen. Dies ist besonders für TADF-Emitter von Interesse, die mit ihrer prompten und verzögerten Fluoreszenz mehrere Größenordnungen in der Zeit abdecken. Abhängig vom betrachteten Zeitbereich kann die Emission daher aus verschiedenen elektronischen Zuständen eines Moleküls oder von Molekülen mit unterschiedlicher lokaler Umgebung stammen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen