Systematic studies on structural and optical properties of organic thin films on inorganic substrates

• Systematische Untersuchungen der Strukturellen und Optischen Eigenschaften von Organischen Dünnschichten auf anorganischen Substraten

Farahzadi, Azadeh; Wuttig, Matthias (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2008)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007

Kurzfassung

Molekulare organische Verbindungen werden als aktive Materialien in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen, einschließlich der organischen Leuchtdioden (OLEDs) und organischen Dünnschichttransistoren (OTFTs) eingesetzt. Diese Bauelemente, bestehend aus aufeinanderfolgenden Schichten organischer Materialien, wurden mit aktiven Filmen, die eine Dicke von nur einigen hundert Nanometer oder weniger aufweisen demonstriert. Für das bessere Verständnis und das Design solch einer Anordnung ist es erforderlich die Struktur und die optischen Eigenschaften der bestehenden organischen Schichten zu verstehen. Polymere, basierend auf die Familien der fünfgliedrigen Thiophene gepaarten Ringe und deren Derivate, werden aufgrund der Natur ihres Eigenaufbaus als eins der häufigsten allgemein behandelten leitfähigen organischen Polymere betrachtet, die in OTFT Anordnungen verwendet werden. Wir haben die Adsorption von 3-nitrothiophene/selenophen/tellurophen auf Kupfer (110) Oberflächen mit der ab initio untersucht. Diese Kalkulationen bieten das Basisverständnis und eine Vorausberechnung der intra- und-intermolekulare Wechselwirkungen die in den beobachteten Strukturen bestehen. Monolagen von 3-nitrothiophene/selenophen/tellurophen auf Kupfer(110) Oberflächen sind mit dem aromatischen Ring senkrecht zur Oberfläche gut in einer dicht gepackten Struktur angeordnet. Wegen der starken lateralen Wechselwirkung zwischen den Wasserstoff Atomen der benachbarten konjugierten Ringe, rotieren sie relative zu der Nitro (-NO2) Gruppe. Tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) und N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1-1'biphenyl-4,4''iamine (alpha-NPD) sind unter den meisten üblich verwendeten Elektron-Transport und Loch-Transport Materialien für OLED Anwendungen geeignet. Die optischen und strukturellen Eigenschaften dieser dünnen in der organische Gasphaseabscheidung (OVPD) hergestellten Schichten wurde mit der spektroskopischen Ellipsometrie (SE) untersucht. Das Einsetzten dieser Technik ermöglicht die präzise Bestimmung der dielektrischen Funktion ebenso wie der Dicke der organischen Dünnschichten jedes Materials. Dieses Ergebnis kann durch die charakteristische Eigenschaft der elektronischen Zustände in organischen Molekülen erklärt werden. Für das Maßschneidern und Modifizieren der Dünnschichteigenschaften, um sie für Anwendungs- zwecke, in diesm Fall beispielsweise organische Leuchtdioden (OLED) ist es erforderlich den Einfluss der Dipositionsparameter auf das Dünnschichtwachstum zu untersuchen. Unsere Untersuchung ist auf den Einfluss der Depositionsrate und der Substrattemperatur auf die (alpha-NPD) Schichtmorphologie fokussiert. Es wurde eine bemerkenswert Abhängigkeit der Schichtmorphologie auf Ablagerungsraten und der Substrattemperatur beobachtet. Eine detaillierte quantitative Analyse der Morphology bietet eine ausgezeichnete Beschreibung der Wachstumsmechanismen der OLED Schichten.

Einrichtungen

• Fachgruppe Physik [130000]
• Lehrstuhl für Experimentalphysik I A und I. Physikalisches Institut [131110]