In situ and real-time investigations of organic semiconductor film growth
Final Report Abstract
Alle wesentlichen Ziele des Projekts sind erreicht worden sowie sogar darüber hinaus weitere, unerwartete Erkenntnisse erzielt worden. Die Echtzeitbeobachtung gelang sowohl mit Röntgen als auch mit optischer Spektroskopie, wobei eine Reihe unerwarteter und nur in situ zu nachzuweisender Effekte auftraten. Ferner konnte die Zeitauflösung und auch die Auflösung im q-Raum stark verbessert werden, wobei wir von der Weiterentwicklung der Detektoren und allgemein der Experimentiertechnik an Synchrotronquellen profitierten, u.a. bei der Entwicklung der zuvor nahezu undenkbaren Echtzeitbeobachtung der diffusen Streuung (ähnlich GISAXS, d.h. grazing-incidence small-angle X-ray scattering) mit ausreichender Statistik und Qualität der Daten. Diese Resultate bilden die Grundlage für eine effizientere Kontrolle der Präparation organischer elektronischer Bauelemente und ein besseres Verständnis fundamentaler Mechanismen des Wachstums anisotroper Bausteine. Wir würden diese Erfolge gerne fortsetzen, wobei es verschiedene sehr interessante Stossrichtungen gibt, wie z.B. Echtzeit-GISAXS einerseits und die Strukturbildung organischer Mischungen, die für Anwendungen in Donator-Akzeptor-Mischungen z.B. in der organischen Photovoltaik von Bedeutung sind.
Publications
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Real-time changes in the optical spectrum of organic semiconducting films and their thickness regimes during growth. Phys. Rev. Lett. 104 (2010) 257401
U. Heinemeyer, K. Broch, A. Hinderhofer, M. Kytka, R. Scholz, A. Gerlach, and F. Schreiber
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Simultaneous in situ measurements of X-ray reflectivity and optical spectroscopy during organic semiconductor thin film growth. Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 063301
T. Hosokai, A. Gerlach, A. Hinderhofer, C. Frank, G. Ligorio, U. Heinemeyer, A. Vorobiev, and F. Schreiber
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Chain-length dependent growth dynamics of n-alkanes on silica investigated by energy-dispersive x-ray reflectivity in situ and in real-time. J. Chem. Phys. 136 (2012) 204709
C. Weber, C. Frank, S. Bommel, T. Rukat, W. Leitenberger, P. Schäfer, F. Schreiber, and S. Kowarik
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Mixing-induced anisotropic correlations in molecular crystalline systems. Phys. Rev. Lett. 109 (2012) 156102
A. Aufderheide, K. Broch, J. Novak, A. Hinderhofer, R. Nervo, A. Gerlach, R. Banerjee and F. Schreiber
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Structural and optical properties of mixed diindenoperylene-perfluoropentacene thin films. J. Phys. Chem. C 116 (2012) 10917
J. Reinhardt, A. Hinderhofer, K. Broch, U. Heinemeyer, S. Kowarik, A. Vorobiev, A. Gerlach, and F. Schreiber
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Molecular reorganization in organic field-effect transistors and its effect on two-dimensional charge transport pathways. ACS Nano 7 (2013) 1257
F. Liscio, C. Albonetti, K. Broch, A. Shehu, S. D. Quiroga, L. Ferlauto, C. Frank, S. Kowarik, R. Nervo, A. Gerlach, S. Milita, F. Schreiber, and F. Biscarini
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Real-time X-ray scattering studies on temperature dependence of Perfluoropentacene thin film growth. J. Appl. Phys. 114 (2013) 043515
C. Frank, J. Novak, A. Gerlach, G. Ligorio, K. Broch, A. Hinderhofer, A. Aufderheide, R. Banerjee, R. Nervo, and F. Schreiber
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Structure formation in perfluoropentacene:diindenoperylene blends and its impact on transient effects in the optical properties studied in real-time during growth. J. Chem. Phys. 139 (2013) 174709
K. Broch, A. Gerlach, C. Lorch, J. Dieterle, J. Novak, A. Hinderhofer, and F. Schreiber
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Island size evolution and molecular diffusion during growth of organic thin films followed by time-resolved specular and off-specular scattering. Phys. Rev. B 90 (2014) 045410
C. Frank, J. Novak, R. Banerjee, A. Gerlach, F. Schreiber, A. Vorobiev, and S. Kowarik
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Unravelling the multilayer growth of the fullerene C60 in real time. Nature Comm. volume 5, Article number: 5388 (2014), 8 S.
S. Bommel, N. Kleppmann, C. Weber, H. Spranger, P. Schäfer, J. Novak, S. V. Roth, F. Schreiber, S. H. L. Klapp, S. Kowarik
