Strukturuntersuchungen an epitaktischen organischen Schichte

Konjugiertes organisches Material ist von hoher Wichtigkeit für künftige Anwendungen auf dem Gebiet der Optoelektronik und Photonik. Infolge der hohen Anisotropie der optischen und elektronischen Eigenschaften sind die strukturellen Eigenschaften von dünnen Schichten dieser Materialien von hoher Bedeutung. Insbesondere die Orientierung der Moleküle innerhalb dieser dünnen Schichten ist von großer Wichtigkeit für die Anwendung in Bauelementen. Eine Methode für die Herstellung ausgerichteter Moleküle in dünnen Schichten ist das epitaktische Wachstum. Konjugierte Moleküle bilden Kristallite auf einkristallinen Oberflächen anorganischen Materials. Eine große Vielfalt von dünnen organischen Filmen wird untersucht werden. Als organisches Material wurden Oligo-phenyle (Terphenyl bis zu Sexiphenyl) und auch Zinkphthalocyanin gewählt, die anorganischen Substrate sind Metalle (Au, Cu), Halbleiter (MoSe2, GeS) aber auch Isolatoren (Glimmer). Durch eine Variation der Probenherstellungs- bedingungen soll ein möglichst perfektes Wachstum der epitaktischen Schichten erreicht werden. Die Epitaxy wird in diesen Systemen mittels Röntgendiffraktometrie - Polfigurtechnik und Transmissions - Elektronen- diffraktometrie verifiziert. Neben des Nachweises des epitaktischen Wachstums sollen die strukturellen Eigenschaften der epitaktischen Schichten genauer untersucht werden. Die Schichten sollen mit hochauflösender Rontgendiffraktometrie und auch die Verzerrungen in den Schichten soll mittels mittels Diffraktometriemethoden untersucht werden. Die Perfektion des epitaktischen Wachstums, die Gitteranpassung, die Homogenität der Schichten und auch die Anisotropie der Spannungen wird experimentell untersucht. Eines der großen Ziele ist die Korrelation der anisotropen Spannungen mit der Morphologie der einzelnen Kristallite des organischen Materials. Dieses Projekt ist ein Beitrag zum besseren Verständnis von organischer Epitaxy, im besonderen sind Informationen über die Herstellungsparameter und deren Zusammenhang mit der Ausbildung großer Perfektion in organischen epitaktischen Schichten zu erwarten.

Dünne Filme organischer Moleküle sind für eine Vielzahl von technischen Anwendungen wichtig, insbesondere auf dem Gebiet der organischen Elektronik. Das Projekt bearbeitet Filme von zwei verschiedenen Arten von Molekülen auf anorganischen Oberflächen. Eine Art von Molekülen sind Oligophenylene die als organische Halbleiter Licht blauer Wellenlänge emittieren und darüber hinaus auch noch große chemische Stabilität besitzen. Aufgrund dieser herausragenden Eigenschaften werden Oligophenylene als lichtemittierende Bausteine in Displays verwendet. Die zweite Art von Molekülen sind Sexithiophen und Pentazen, beide Moleküle könnten in Zukunft für organische Dünnfilmtransistoren verwendet werden. Die strukturellen Eigenschaften von dünnen Filmen sind von großer Wichtigkeit für technische Anwendungen dieser Moleküle, da die optischen und elektronischen Eigenschaften sehr starke Anisotropie zeigen. Das Ziel des Projektes ist ein tieferes Verständnis der strukturellen Eigenschaften und auch des Dünnfilmwachstums von Oligophenylene, Sexithiophen und Pentazen zu erlangen. Die kristallographische Ordnung der Filme ist sehr stark von der Ordnung innerhalb der ersten Molekülschichten (Monoschicht) auf der anorganischen Oberfläche abhängig. Z.B.: Die kristallographische Ordnung von epitaktischen Schichten (Schichten mit einem definierter struktureller Beziehung zwischen dem Substrat und der organischen Schicht) gibt wichtige Information über Orientierung und Ausrichtung der Moleküle innerhalb der ersten Monoschicht. Es wurde beobachtet, dass ungeordnete Monoschichten ein ungeordnetes Wachstum der Moleküle bedingen. In diesem Projekt wurden einige der grundlegenden Mechanismen für das Entstehen von organischer Epitaxie gefunden. Es konnte auch sehr gut die Verbindung zwischen der kristallographische Ordnung und der Morphologie der organischen Schichten erklärt werden.