Theoretische Untersuchung der Absorptionseigenschaften von 3,6-Bis(thiophen-2-yl)diketopyrrolopyrrol-Derivaten im Festkörper

• Antragsteller: Dr. David Bialas
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398287490

Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die theoretische Untersuchung der Absorptionseigenschaften von 3,6-Bis(thiophen-2-yl)diketopyrrolopyrrol-(TDPP)-Farbstoffen in Dünnschichten. Vor Kurzem konnte gezeigt werden, dass die Absorptionsspektren von TDDP-Farbstoffen im Festkörper durch unterschiedliche Substituenten an der Lactam-Einheit der Chromophore wesentlich beeinflusst werden können, während für die Absorptionsspektren der monomeren Farbstoffe in Lösung keine Änderungen zu beobachten sind. Demnach können die unterschiedlichen Absorptionseigenschaften in den Dünnschichten auf die unterschiedliche Packung der Moleküle im Festkörper zurückgeführt werden, was jedoch nicht mithilfe der einfachen Exzitonentheorie erklärt werden kann. Daher sollen im Rahmen dieses Projekts die Wechselwirkungen zwischen den Chromophoren untersucht werden, die zu den unterschiedlichen optischen Eigenschaften der TDPP-Farbstoffe im Festkörper führen. Hierzu wird die konventionelle Exzitonentheorie erweitert, indem die Exzitonen-Schwingungskopplung sowie die kurzreichweitige Exzitonenkopplung berücksichtigt werden. Zudem sollen die Absorptionsspektren der Dünnschichten mithilfe des sogenannten Essential-States-Modells simuliert werden, um Polarisationseffekte sowie Charge-Transfer-Wechselwirkungen zwischen den Chromophoren zu beschreiben. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse werden dazu beitragen, Packungsstruktur-Eigenschafts-Beziehungen für die Farbstoffklasse der Diketopyrrolopyrrole (DPP) aufzustellen, die hohes Potential für Anwendungen in der organischen Elektronik und Photovoltaik besitzen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Francis C. Spano