Untersuchung der Stabilität und Orientierung von organischen halbleitenden Polymeren

Abstract

Halbleitende organische Polymere werden aufgrund ihrer mechanischen Flexibilität und optischen Eigenschaften als vielversprechende Materialien für organische Elektronik angesehen. Trotz akzeptabler Effizienz und Herstellungskosten bleibt die Stabilität der Polymerelektronik ein Problem bei der Markteinführung. Bisherige Forschungen zeigen eine Anfälligkeit der halbleitenden Filme bei Lichteinstrahlung und gleichzeitiger Anwesenheit von Sauerstoff. In dieser Arbeit werden die Untersuchungen der Stabilität von organischen halbleitenden Polymerfilmen bei Lichteinstrahlung und in Ozonatmosphäre vorgestellt. Die Bestrahlung erfolge monochromatisch mit Wellenlängen zwischen 700 und 365 nm sowie durch den Luftmasse-Standard AM1.5G, der das Sonnenlicht simuliert. Literaturbekannte Reaktionsmechanismen werden mit der beabachteten Reaktionskinetik verglichen und die wahrscheinlichsten Degradationspfade der Oxidation unter den jeweiligen Bedingungen diskutiert. In Anlehnung an die von Debe für D2h-Symmetrie entwickelte Infrarot-Reflexions-Absorptions-Spektroskopie-Methode (IRRAS) zur Bestimmung der Orientierung dünner Filme auf Metallsubstraten, wird ein mathematisches Modell zur Berechnung der bevorzugten Orientierung für beliebige Punktgruppen vorgeschlagen. Die Übergangsdipolmomente von Schwingungsbanden der Polymere werden mit DFT-Berechnungen ermittelt, wodurch die bevorzugte Orientierung der einzelnen Segmente der Polymere extrahiert wird.