Modulation of Materials Properties of Thin Surface Layers by Means of UV-Light

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dünnen photoreaktiven Schichten und beschreibt Prozesse, um Oberflächen- und Materialeigenschaften durch UV-Strahlung exakt einstellen zu können. Auch werden potentielle Anwendungen in organisch elektronischen Bauteilen präsentiert. Die photoreaktiven Polymere auf Norbornenbasis, die mittels ringöffnender Metathese-Polymerisation (ROMP) hergestellt worden sind, verfügen über ortho-Nitrobenzylesterseitengruppen. Diese Seitengruppen sind in der Lage unter Einwirkung von UV-Licht funktionelle Carbonsäuregruppen auszubilden. Mit diesen photoreaktiven, dünnen Polymerschichten, die in organischen Dünnfilmtransistoren zwischen der organischen Halbleiterschicht und dem Gate-Dielektrikum positioniert werden, konnten Transistoreigenschaften wie die Mobilität der Ladungsträger als auch die Schwellenspannung gezielt gesteuert werden. Zusätzlich konnte das epitaktische Wachstum organischer Halbleiter (Pentacen, Parasexiphenylen PSP) auf den Polymerfilmen eingestellt werden. Neben einer Steigerung der Polarität wurde durch ellipsometrische Messungen gezeigt, dass die Photoreaktion eine signifikante Änderung des Brechungsindex im Polymerfilm verursacht. Mit der Synthese von Copolymeren, die sowohl ortho-Nitrobenzylesterseitengruppen als auch Phenylestereinheiten tragen (Photo-Fries- Umlagerung), wurde eine mehrstufige Variation des Brechungsindex, abhängig von der Wellenlänge des UV-Lichtes, realisiert. Das Konzept der Änderung von Oberflächeneigenschaften - basierend auf der ortho-Nitrobenzylesterseitengruppe - wurde in einem weiteren Schritt auf bifunktionelle Moleküle übertragen. Diese mit Silan-Ankergruppen ausgestatteten Moleküle sind imstande auf oxidierten Oberflächen (Metalle) Mono- bzw. Oligolagen zu bilden. Neben Strukturierungen im Mikro- und Nanometerbereich konnten die Oberflächeneigenschaften dieser organischen Monoschichten zusätzlich durch geeignete Derivatisierungsreaktionen eingestellt werden. Des Weiteren wurde ein neues photoreaktives mit N-Formamid-Gruppen ausgestattetes Polyanilinderivat hergestellt. Unter Bestrahlung mit UV-Licht wurde eine Decarbonylierungsreaktion initiiert und Polyanilin gebildet. Eine nachfolgende Protonierung ermöglichte die Bildung des leitfähigen Emeraldinsalzes. Die lichtinduzierte Modifikation der Leitfähigkeit, welche durch CAFM-Messungen charakterisiert wurde, ermöglichte die Anwendung dieser Polymerfilme als UV-strukturierbare Ladungsinjektionsschichten in organischen LEDs.

Details

Titel in ÜbersetzungEinstellung der Materialeigenschaften dünner Schichten mittels UV-Licht
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Kern, Wolfgang, Beurteiler A (intern)
  • Hofer, Ferdinand, Beurteiler B (extern), Externe Person
StatusVeröffentlicht - 2012