Self-organisation, orientation and electronic properties of organic layers of low molecular weight, oligomeric and polymeric materials at interfaces in field-effect-transistors (OFETs)

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Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Vorteile von Polymeren (gute Schichtbildungseigenschaften, die eine einfache Schichtpräperation aus der Lösung erlauben) mit den Vorteilen kleiner Moleküle (hohe Ordnung durch hohe molekulare Beweglichkeit, die zu sehr guten elektronischen Transporteigenschaften führt) zu verbinden. Dies schließt eine systematische Aufklärung der Zusammenhänge von molekularer und übermolekularer Struktur, dem Polymerisationsgrad und den elektronischen Eigenschaften dünner organischer Schichten ein. Ausgehend von ausgewählten Grundeinheiten (Benzothiazole und monomere, oligomere und polymere Pentacene bzw. Heptacene als p-Leiter und 2,5-Diaryl substituierte 1,3,4-Oxadiazole als n-Leiter) sollen die Änderungen der elektronischen Eigenschaften beim Übergang vom kleinen Molekül über Monomer, Oligomer, zum Polymer untersucht werden. Darüber hinaus soll der Ordnungsgrad dieser Systeme erhöht werden, indem Substituenten eingefügt werden, die eine Selbstordnung der Systeme bewirken. Die Untersuchungen über die Auswirkungen von Konstitution und Selbstordnung auf die elektronischen Eigenschaften konzentrieren sich dabei besonders auf die Grenzschicht vom organischen Halbleiter zum Isolator an der Gate-Elektrode, da dieser Grenzbereich wesentlich die Transporteigenschaften im OFET bestimmt. Dem Isolator wird damit zusätzlich die Funktion als Orientierungsschicht für den organischen Halbleiter zugeschrieben. Für die Durchführung dieser Untersuchungen ist es erforderlich eine neue Modell-OFET-Struktur zu entwickeln, die den Einsatz eines organischen Isolators ermöglicht.