Lächelnder Krebs mit Zylinder im Labor
Information
Wir untersuchen umfassend die strukturellen und physikalischen Eigenschaften ultradünner hochgeordneter Schichten (sowohl Molekülfilme als auch 2D Materialien) auf unterschiedlichen einkristallinen Substraten, um die Grundlagen für zukünftige opto-elektronische Bauelemente zu schaffen.
Sie interessieren sich für eine Bachelor-, Master- oder Doktorarbeit? Dann vereinbaren Sie bitte per E-Mail (Prof. Dr. Torsten Fritz) einen Gesprächstermin. Wir werden dann gemeinsam mit Ihnen ein Thema finden, das zu Ihren speziellen Interessen und Fähigkeiten am besten passt und welches sich in unsere aktuelle Forschung eingliedert. Gerne können Sie auch schon in der vorlesungsfreien Zeit bei uns reinschauen und die Labore sowie die Kollegen kennenlernen.
Schematisches Phasendiagramm von Tetracyanoethylen auf Cu(111) mit stehender und liegender Phase. Grafik: Reprinted from A. Werkovits et al. J. Phys. Chem. C 128, 3082 (2024). Copyright 2024 American Chemical Society.
Grafik: American Chemical SocietyWenn Moleküle auf eine Oberfläche aufgedampft werden, kann es vorkommen, dass verschiedene Phasen auf der Oberfläche entstehen, die sich in ihrer Struktur und anderen physikalischen Eigenschaften unterscheiden. Je nach Anwendungsfall ist nur eine einzelne Phase mit ihren spezifischen Eigenschaften erwünscht, so dass die Probenherstellung genau kontrolliert werden muss.
Um die Bildungsmechanismen hinter verschiedenen Phasen zu verstehen, arbeiten wir eng mit einer Arbeitsgruppe aus Graz zusammen, die sich auf die Modellierung dieser Molekül-Oberflächen-Systeme spezialisiert hat.
Ziel der Arbeit ist es, die von der Grazer Gruppe berechneten Phasendiagramme experimentell zu überprüfen, um das bestehende Modell zu verifizieren. Dazu werden die Experimente in einer speziell dafür konstruierten Kammer durchgeführt, die Experimente nahe dem thermodynamischen Gleichgewicht ermöglicht. Die entstehenden Strukturen werden mit niederenergetischer Elektronenbeugung (LEED) vermessen und ausgewertet, die Arbeit ist also besonders geeignet für Personen mit großem Interesse an Beugungsmethoden und Kristallographie.
Je nach Umfang der Arbeit (Bachelor- oder Masterarbeit) wird die Anzahl der Moleküle und Substrate angepasst.
Veranschaulichung der Wechselwirkung optischer Übergangsdipolmomente in MePTCDI-Monolagen
Foto: Torsten FritzBedeutende Vorteile organischer Halbleiter gegenüber anorganischen Materialien sind ihre um mehrere Größenordnungen stärkere Lichtabsorption, sowie der Fakt, dass sowohl Lichtemission als auch -absorption sehr stark wellenlängenselektiv sind. Dies prädestiniert sie für optoelektronische Bauelemente (OLEDs, OSCs). Dabei sind die optischen Eigenschaften ultradünner Molekülschichten (typischerweise nur 1 Monolage dick), die hochgeordnet auf geeigneten Substraten gewachsen werden, geprägt durch das Zusammenspiel von Einzelmoleküleigenschaften und der optischen Kopplung in 2D-Aggregaten.
Kürzlich wurde in einer Veröffentlichung von Jürgensen et al. ein Modell zur Beschreibung der optischen Wechselwirkung von Molekülen vorgestellt (ACS Nano 2023, 17, 17350−17358).
In dieser Arbeit sollen zunächst eigene spektrale Messwerte für das Molekül MePTCDI auf epitaktischem Graphen (EG) sowie KCl-Spaltflächen aufgenommen und mit denen der o.g. Arbeit verglichen werden. Die beiden Probensysteme sind – soweit möglich – strukturell zu charakterisieren. Weiterführend soll das in der Literatur vorgestellte Modell der optischen Wechselwirkung in einem numerischen Algorithmus implementiert werden.
Für eine BA wird der Umfang entsprechend reduziert.