Themen

Motivation: Warum organische Halbleiter?

Vergleich anorganischer und organischer Festkörper

Vergleich anorganischer und organischer Halbleiter

Ziel: molekulares Verständnis organischer Halbleiter

Folien

PDF

Video

MP4

• Organische Elektronik umfasst mehrere Themengebiete:
  Festkörperphysik, org. Chemie, Photophysik/-chemie.
• Vorteile organischer gegenüber anorganischen Halbleitern:
  billig, leicht, flexibel, (fast) endlos anpassbar
• Organische Festkörper werden vom einzelnen Molekül
  und dessen Eigenschaften dominiert.
• Organische Halbleiter unterscheiden sich in wesentlichen Eigenschaften
  von ihren anorganischen Pendants.
• Nur ein Verständnis auf molekularer Ebene hilft bei der
  Entwicklung effizienter organischer Halbleiter.

Die nachfolgenden Fragen sollten sich mit den in der Vorlesung vermittelten Inhalten beantworten lassen und diesen der eigenständigen Nacharbeit bzw. Beschäftigung mit der Thematik.

• Welche Vorteile haben organische gegenüber anorganischen Halbleitern?
• Welche Arten von Bindungen lassen sich in Festkörpern unterscheiden?
  Wodurch werden sie jeweils charakterisiert? Welche Bindungsart dominiert in organischen Festkörpern, und mit welcher Konsequenz?
• Was sind wesentliche Unterschiede zwischen anorganischen und organischen Festkörpern?
• Welcher wesentliche Unterschied organischer zu anorganischen Festkörpern ist
  zentral für ihr Verständnis?
• Welche Erscheinungsformen organischer Halbleiter lassen sich unterscheiden?
• Kennen Sie Beispiele für die Anwendung organischer Halbleiter in (Ihrem) Alltag? Wann sind Sie auf jeden Fall schon einmal (unbewusst) mit organischen Halbleitern in Berührung gekommen?

Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.

Eine gute Einführung in die Thematik und das Buch, auf dem die Vorlesung in ihrer aktuellen Form aufbaut, ist „Electronic Processes in Organic Semiconductors“ von Köhler und Bässler [Köhler, 2015Köhler, Anna; Bässler, Heinz (2015): Electronic Processes in Organic Semiconductors, Wiley-VCH, Weinheim]. Ebenfalls gut geeignet für einen Einstieg, und mit stärkerem Fokus auf der Physik, ist „Organische Molekulare Festkörper“ von Schwoerer und Wolf [Schwoerer, 2005Schwoerer, Markus; Wolf, Hans Christoph (2005): Organische Molekulare Festkörper, Wiley-VCH, Weinheim].

Die vermutlich ausführlichste Monographie zum Thema und von vielen als Standardwerk angesehen ist der „Wälzer“ (ca. 1300 Seiten) von Pope und Swenberg, „Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers“ [Pope, 1999Pope, Martin; Swenberg, Charles E. (1999): Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, Oxford University Press, New York]. Sehr knapp und auf den Wissenschaftler fokussiert, der die Materialien verstehen möchte, ist „The Photophysics behind Photovoltaics and Photonics“ von Lanzani [Lanzani, 2012Lanzani, Guglielmo (2012): The Photophysics behind Photovoltaics and Photonics, Wiley-VCH, Weinheim].

Eine gute Einführung in die Festkörperphysik liefert der „Kittel“ [Kittel, 2002Kittel, Charles (2002): Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg, München], in organische molekulare Festkörper das schon genannte Buch von Schwoerer und Wolf [Schwoerer, 2005Schwoerer, Markus; Wolf, Hans Christoph (2005): Organische Molekulare Festkörper, Wiley-VCH, Weinheim]. Photophysik und Photochemie werden u.a. von Birks [Birks, 1970Birks, John B. (1970): Photophysics of Aromatic Molecules, John Wiley & Sons, London] und Turro/Ramamurthy/Scaiano [Turro, 2010Turro, Nicholas J.; Ramamurthy, V.; Scaiano, Juan C. (2010): Modern Molecular Photochemistry of Organic Molecules, University Science Books, Sausalito, CA] abgehandelt.

Für eine gute Einführung in das Bändermodell, die sich an Chemiker richtet, vgl. die Artikel von Roald Hoffmann [Hoffmann, 1987Hoffmann, Roald (1987): Die Begegnung von Chemie und Physik im Festkörper, Angewandte Chemie 99:871-906, Hoffmann, 1987Hoffmann, Roald (1987): How chemistry and physics meet in the solid state, Angewandte Chemie International Edition English 26:846-878].

Zum Thema „Thermoelektrizität“ gibt es einen Vortrag des Dozenten und weiterführendes Material auf der zugehörigen Seite.

• Birks, John B. (1970): Photophysics of Aromatic Molecules, John Wiley & Sons, London
• Hoffmann, Roald (1987): Die Begegnung von Chemie und Physik im Festkörper, Angewandte Chemie 99:871-906
• Hoffmann, Roald (1987): How chemistry and physics meet in the solid state, Angewandte Chemie International Edition English 26:846-878
• Köhler, Anna; Bässler, Heinz (2015): Electronic Processes in Organic Semiconductors, Wiley-VCH, Weinheim
• Kittel, Charles (2002): Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg, München
• Lanzani, Guglielmo (2012): The Photophysics behind Photovoltaics and Photonics, Wiley-VCH, Weinheim
• Pope, Martin; Swenberg, Charles E. (1999): Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, Oxford University Press, New York
• Schwoerer, Markus; Wolf, Hans Christoph (2005): Organische Molekulare Festkörper, Wiley-VCH, Weinheim
• Turro, Nicholas J.; Ramamurthy, V.; Scaiano, Juan C. (2010): Modern Molecular Photochemistry of Organic Molecules, University Science Books, Sausalito, CA