Messsystem für zeitaufgelöste optische Spektroskopie

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449697195

Die Arbeitsgruppe Organische Halbleiter beschäftigt sich mit dem Verständnis der elementaren Prozesse in lichtemittierenden Systemen sowie der Identifikation der Mechanismen, die die Effizienz von Bauelementen limitieren. Ein wesentlicher Beitrag der Arbeitsgruppe zur Verbesserung der Effizienz von organischen Leuchtdioden war dabei die Erkenntnis, dass viele der als Emitter verwendeten organischen Farbstoffmoleküle in Gast-Wirtsystemen eine nicht-isotrope Orientierungsverteilung ihrer optischen Übergangsdipolmomente besitzen. Diese und weitere Fragestellungen sollen in aktuellen und geplanten Projekten auf eine Reihe neuartiger Emittersysteme ausgedehnt werden.Das hier beantragte Messsystem für zeitaufgelöste optische Spektroskopie soll uns in die Lage versetzen, detaillierte Einblicke in die Dynamik von Anregungszuständen in organischen sowie neuen nanoskaligen Emittermaterialien über einen weiten Zeitbereich sowie insbesondere auch im Hinblick auf Reorientierungsprozesse der emittierenden elektronischen Übergangsdipolmomente zu erhalten. Dies erfordert zum einen ein durchstimmbares gepulstes Lasersystem mit hinreichend kurzen Pulsdauern und ausreichender Pulsenergie über den gesamten relevanten Anregungsbereich vom ultra-violetten bis über den gesamten sichtbaren Spektralbereich. Durch die Kombination mit einem bereits vorhandenen Streakkamera Detektionssystem lässt sich damit die Lumineszenzdynamik einer breiten Palette von Emittermaterialien über einen weiten Zeitbereich von wenigen hundert Pikosekunden bis in den Mikrosekundenbereich (oder darüber hinaus, falls notwendig) studieren. Zum anderen erfordert die geplante Untersuchung der räumlichen Abstrahlcharakteristik der lichtemittierenden Spezies, und insbesondere möglicher Umorientierungen derselben während der Lebenszeit des angeregten Zustands, einen Spektrographen mit sehr guter Abbildungsqualität gekoppelt mit einem gatebaren iCCD-Detektor. Die Untersuchung der Emitterorientierung kann eine etwas geringere Zeitauflösung von einigen Nanosekunden aufweisen; dafür soll der geplante Aufbau mit dem Back Focal Plane Imaging allerdings den relevanten Impuls- und Energiebereich mit einer einzigen Aufnahme erfassen können und damit das Studium der dynamischen Reorientierung der optischen Anregung von komplexen Emittersystemen erlauben. Dieses neu konzipierte System soll die führende Rolle der Arbeitsgruppe im Bereich der Forschung zur Orientierung organischer und nanoskaliger anorganischer Emittersysteme stärken und bisher nicht vorhandene Untersuchungsmethoden erschließen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Messsystem für zeitaufgelöste optische Spektroskopie
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Universität Augsburg
• Leiter: Professor Dr. Wolfgang Brütting