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GRK 1221:  Steuerung elektronischer Eigenschaften von Aggregaten pi-konjugierter Moleküle

Fachliche Zuordnung Physikalische Chemie
Molekülchemie
Förderung Förderung von 2006 bis 2015
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 949699
 
Erstellungsjahr 2016

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Zum Aufbau opto-elektronischer Bauteile wie Transistoren, Solarzellen oder Leuchtdioden werden zunehmend konjugierte Polymere und Moleküle verwandt, da sie halbleitende Eigenschaften mit einfacher Verarbeitung und kostengünstiger Herstellung verbinden. Die Eigenschaften dieser funktionellen organischen Materialien werden weitgehend durch die intermolekularen Wechselwirkungen zwischen den Monomereinheiten bestimmt. Es war daher das vorrangige wissenschaftliche Ziel unseres Graduiertenkollegs, durch experimentelle und theoretische Untersuchung ausgewählter Modellsysteme den Einfluss der intermolekularen Wechselwirkungen auf die elektronischen Eigenschaften aggregierter π-Systeme besser zu verstehen sowie neue Methoden zur Charakterisierung und Vorhersage zu entwickeln. Diese Zusammenhänge wurden exemplarisch – aber möglichst genau – anhand von Modellsystemen eruiert. Bei jedem der im Folgenden aufgelisteten Themenbereiche wurden die Systeme zunächst synthetisch hergestellt, anschließend spektroskopisch charakterisiert und theoretisch modelliert: Modellsysteme mit kovalent verknüpften Chromophoren; Borol-basierte Verbindungen mit ungewöhnlichen elektronischen Eigenschaften; Gemischtvalente Verbindungen; an Metalloberflächen vororientierte Chromophore mit ausgedehnten π-Systemen; Kohlenstoffnanoröhren unterschiedlicher Größe und elektronischer Struktur; Entwicklung theoretischer Ansätze zur verlässlichen Vorhersage photophysikalischer Eigenschaften. Das Ausbildungsziel des Graduiertenkollegs bestand darin, den Kollegiaten die physiko-chemischen Grundlagen der oben genannten Effekte und ihre theoretische Behandlung im Kontext mit der Bedeutung für die Optimierung funktioneller organischer Materialien näherzubringen. Das Ausbildungsprogramm umfasste die zentralen sich aus der Chemie und Physik der Systeme ergebenden Fragestellungen. Dadurch ermöglichte das Graduiertenkolleg die Ausbildung von Wissenschaftlern, die auf dem immer wichtiger werdenden Gebiet molekularer Materialien und neuer Werkstoffe (z.B. in Photovoltaik, Optoelektronik, Displaytechnologie) hervorragend einsetzbar sind. Die Erfolge des GRK 1221 lassen sich an Hand der publizierten Arbeiten und ihrer Zitationen oder der Anzahl an erfolgreich abgeschlossener Dissertationen ablesen. So erarbeitete das GRK 1221 z.B. neue Erkenntnisse über das Verhalten von Exzitonen in Aggregaten, überraschende Einblicke in die elektronische Struktur auf Metalloberflächen vororientierter Systeme, die Entwicklung und Charakterisierung bis dato noch nicht realisierter Borol- und Paracylcophanverbindungen mit verblüffenden elektronischen Eigenschaften, sowie ein besseres Verständnis der bei Kohlenstoffnanoröhren auftretenden Effekte. Ein für die wissenschaftliche Landschaft der Julius-Maximilian-Universität Würzburg bedeutender Erfolg des GRK 1221 bestand darin, dass die im Laufe seines neunjährigen Bestehens durchgeführten Arbeiten zu einem starken Netzwerk aus Mitgliedern der Fakultät für Chemie und Pharmazie sowie der Fakultät für Physik und Astronomie führte. Von diesem Netzwerk profierten gleich zwei weitere Verbundprojekte, die Forschergruppe 1809 sowie das GRK 2112. Sie verfolgen zwar andere Schwerpunkte, ihr Erfolg basiert jedoch auch auf dem bestehenden Netzwerk.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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