Längere Acene: Synthese, Grenzflächen und Stabilität in dünnen Schichten

01.11.2025 bis 31.10.2028

Acene sind polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, die aus linear kondensierten Benzolringen aufgebaut sind. Kürzere Acene mit Längen bis zu Pentacen wurden als aktive Materialien in optoelektronischen Bauelementen eingesetzt und in den letzten Jahrzehnten intensiv untersucht. Bei längeren Acenen beobachtet man eine starke Abnahme der HOMO-LUMO-Lücke und eine Zunahme der Ladungsträgermobilitäten, was sie als organische Halbleiter mit hohem Anwendungspotenzial qualifiziert. Ihre Reaktivität erschwert jedoch die Synthese, und erst kürzlich entdeckte neue Synthesewege haben sie für wissenschaftliche Studien zugänglich gemacht. Ein möglicher Ansatz zur Stabilisierung der Molekülstruktur unter Beibehaltung ihrer hervorragenden elektronischen Eigenschaften ist die Einführung von Fluorsubstituenten. Ziel ist ein systematisches Verständnis des Wachstums, der geometrischen und elektronischen Struktur der längeren Acene vom Einzelmolekül bis hin zu anwendungsrelevanten Filmdicken. Um der erhöhten Reaktivität in Filmen entgegenzuwirken, werden neue Acenderivate synthetisiert und ebenfalls untersucht. Die Experimente werden durch Ab-initio-Dichtefunktionaltheorie (DFT) begleitet.