Imidazo[1,5-a]chinoline und Metall bis(bis(8-chinolinyl)amid) Komplexe als neue Komponenten für organische Halbleiterbauteile

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2019

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-9814

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Bauteile der organischen Elektronik sind Teil einer etablierten Substitutionstechnologie. Insbesondere organische Leuchtdioden (OLED) besitzen spezifische Vorteile gegenüber anorganischen Alternativen in der Display-Anwendung und können, unter der Zielvorgabe einer rein organischen Schaltung, von organischen Dünnfilmtransistoren angesteuert werden. In dieser Arbeit werden neue organische Halbleitermaterialien im Hinblick auf eine mögliche Anwendung in solchen Bauteilen untersucht. Imidazo[1,5-a]pyridine (IP) und deren Derivate, die Imidazo[1,5-a]chinoline (IC) sind nachhaltig und gut synthetisch zugängliche, blau emittierende Lumophore, welche als Funktionsgruppe in größeren Molekülen oder als Emittermolekül in Dünnfilm-OLED verwendet werden können. Sie zeichnen sich durch große Stokes-Shifts, Stabilität gegenüber Oxidation und relativ hohe Quantenausbeute der Photolumineszenz aus. Metall bis(bis(8-chinolinyl)amid) Komplexe sind erste Vertreter einer neuen Klasse organischer Halbleiter, die ein neuartiges Arrangement der molekularen pi-Systeme in der Kristallstruktur aufweisen, welches in direkter Konsequenz aus dem Moleküldesign und der Wahl des Zentralmetalls entsteht. Das Konzept könnte in Folge der intermolekularen Wechselwirkung zu hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten führen. Um das Potential beider Molekülgruppen für ihre Anwendung in Bauteilen einzuschätzen, wird in dieser Arbeit ausgehend von der Struktur der Moleküle deren Einfluss auf elektronische Energieniveaus und optische Eigenschaften studiert, sowie die Veränderung in festen Proben analysiert. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf Dünnfilmen. Erste Testbauteile werden zum Nachweis der Eignung als Funktionsmaterialien in etablierten Architekturen konzeptioniert und hergestellt. Für IP und IC wird Elektrolumineszenz gezeigt, eine notwendige Voraussetzung für ihre Verwendung in OLED. Die Verwendung der Metall bis(bis(8-chinolinyl)amid) Komplexe in organischen Feldeffekttransistoren (OFET) ermöglichte es, deren Ladungsträgerbeweglichkeit im Dünnfilm zu bestimmen. Sie können als organische Halbleiter genutzt werden. Dies stellt eine Grundlage für weiterführende Arbeiten dar, die den exakten Einfluss der pi-pi-Wechselwirkung aufklären.

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