Optische Spektroskopie an ultradünnen organischen Molekülschichten: neutrale Moleküle und Molekülionen auf anorganischen Substraten

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Die in einem Vorläuferprojekt gewonnenen Ergebnisse und Erfahrungen haben gezeigt, dass die optische Spektroskopie an ultradünnen epitaktischen organischen Schichten hervorragend geeignet ist, die Ausbildung der excitonischen Eigenschaften organischer Molekülkristalle in Abhängigkeit von der Schichtdicke experimentell zu bestimmen. Im hier beantragten Projekt soll der Schwerpunkt auf der optischen Untersuchung (Absorption und Photolumineszenz) von Molekülionen in dünnen hoch geordneten Schichten liegen. Derartige Untersuchungen sind von grundlegendem physikalischem Interesse und haben darüber hinaus eine unmittelbare Relevanz für molekulare optoelektronische Bauelemente. Materialseitig wollen wir uns zunächst mit der Modellsubstanz PTCDA beschäftigen, während der Hauptteil der Untersuchungen an einer neuen Materialklasse, den Quaterrylenderivaten, erfolgen soll. Diese planaren Aromate besitzen ein sehr ausgedehntes ¿-Elektronensystem, so dass sie einerseits für das Aufwachsen epitaktischer Schichten hervorragend geeignet sind, andererseits von großem Interesse als IR-Absorber sind. Die Untersuchungen sollen insbesondere die in Vorarbeiten beobachteten überraschenden Abhängigkeiten der optischen Parameter wie z.B. der Oszillatorstärke im Bereich des Übergangs von Monomer- zu Kristallabsorption auf einer Längenskala von ca. 4..5 Monolagen klären. Da die bisher durchgeführten Experimente eine starke Abhängigkeit der optischen Eigenschaften von der Schichtstruktur und Morphologie gezeigt haben, wollen wir mit der Strukturbestimmung an organischen Schichten auf nicht leitenden Substraten mittels AFM mit molekularer Auflösung beschäftigen.