Modellierung photoschaltbarer Hybridmaterialien aus organischen Molekülen und Graphen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Wenzel
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279987564

MODIGLIANI zielt auf die Implementierung eines integrierten rechnergestützten Zugangs zu Entwicklung lichtschaltbarer Nanomaterialien auf der Basis von Graphen ab. Spezifisch wollen wir graphenbasierte licht-schaltbarer Feldeffekttransistoren entwickeln, die durch lichtschaltbare Schichten auf Graphen und/oder den metallischen Elektronen implementiert werden. Diese Oberflächen werden durch die Bedeckung des Substrats mit spezifischen hochgeordneten selbst-assemblierenden Monolagen licht-schaltbarer Moleküle realisiert. Um die synthetischen und entwicklungstechnischen Herausforderungen zur Auswahl der besten Materialien und Bauelemente zu meistern werden wir eine multiskalige Modellierungsplattform entwickeln, die alle Aspekte der Materialien integriert. Dazu gehören der strukturelle Aufbau des Bauelements ebenso wie die spezifischen elektronischen und geometrischen Eigenschaften der licht-schaltbaren Moleküle, die variiert werden sollen, um die Strom-Spannung-Charakteristika der zu entwickelnden Bauelemente als Funktion ihrer chemischen Zusammensetzung und Geometrie zu optimieren. Die in diese Betrachtung eingehenden theoretischen Modelle werden auf den entsprechenden Längen- und Zeit-Skalen mithilfe von mikroskopischen und spektroskopischen experimentellen Untersuchungen und direkte Messungen der Bauelemente validiert. Nach ihrer Validierung werden die entwickelten Modelle als Module einer adaptierbaren und transferierbaren Multiskalen-Modellierungsumgebung implementiert um Nutzern in der akademischen und industriellen Forschung die prädiktive Optimierung Graphen-basierter Übertrittsysteme zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. David Jacques Beljonne; Professor Dr. Frédéric Castet; Professor Dr. Paolo Samorì