Kontrolle der spontanen Orientierungspolarisation in organischen Halbleitermischungen und ihre Auswirkung auf Exzitonen in optoelektronischen Bauelementen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Brütting
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565002384

Spontane Orientierungspolarisation entsteht, wenn Moleküle mit nicht verschwindendem elektrischen Dipolmoment durch physikalische Dampfphasenabscheidung als Dünnfilm aufwachsen und ihre Ausrichtung insgesamt zu einer von Null verschiedenen Polarisation führt. Diese äußert sich als sog. gigantisches Oberflächenpotential -- typischerweise in der Größenordnung von 10 - 100 mV/nm (oder einer äquivalenten elektrischen Feldstärke von 10 - 100 MV/m) -- oder in Form einer Oberflächen- bzw. Grenzflächenladung von einigen mC/m². Bisher hatte sich die Forschung dazu auf einkomponentige Reinfilme aus polaren Molekülen beschränkt, wenngleich es in einzelnen Fällen auch Untersuchungen zu verdünnten Systemen mit einer unpolaren Matrix, also sog. dipolares Dotieren gab. Hier liegt der Fokus nun auf binären Mischungen von SOP-Materialien mit einer zweiten (nicht)polaren Komponente sowie auf dem Verhalten von Exzitonen in derartigen Systemen, wobei entweder die Mischung selbst in Form eines intermolekularen Anregungszustands (eines sog. Exziplexes) Licht emittiert oder eine dritte Licht emittierende Spezies in eine derartige Wirtsmatrix dotiert wird. Die wichtigsten Ziele des Projekts sind einerseits ein besseres Verständnis für die Ausbildung von SOP in organischen Halbleitermischungen zu erhalten und Designregeln für deren Kontrolle zu entwickeln. Andererseits planen wir den Einfluss von SOP auf exzitonische Prozesse in lichtemittierenden Systemen mit Relevanz für optoelektronische Bauelemente zu studieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan
• Mitverantwortliche: Dr. Alexander Hofmann; Professor Dr. Frank Schreiber
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yutaka Noguchi