Resonante Photoemission an organischen Schichten und Grenzflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Friedrich Reinert
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227461156

Die besonderen physikalischen Eigenschaften organischer Materialien werden wesentlich von der Anbindung der einzelnen Moleküle an die jeweilige lokale Umgebung geprägt. Insbesondere werden dynamische Prozesse, die zum Beispiel das makroskopische Transportverhalten oder die optischen Eigenschaften bestimmen, durch komplexe Wechselwirkungsmechanismen beeinflusst, deren mikroskopisches Verständnis letztlich die Grundlage für eine gezielte Kontrolle der Systemeigenschaften darstellt. Im Gegensatz zu einem perfekt langreichweitig geordneten Festkörper sind in kondensierten organischen Systemen die jeweiligen Mechanismen aber meist weniger klar zu trennen, so dass aufwändige experimentelle Präparations- und Analysemethoden notwendig werden.In diesem Projekt sollen mittels resonanter Photoelektronenspektroskopie (ResPES) systematische Untersuchungen der elektronischen Struktur organischer Halbleiterschichten durchgeführt werden. Diese Methode beruht auf der lokalen Anregung eines Rumpfniveauelektrons, wobei die damit induzierten Vielteilchenprozesse, die i.A. von theoretischer Seite als Einzeleffekte gut verstanden sind, charakteristische spektrale Merkmale tragen, aus denen Rückschlüsse auf die dynamischen Eigenschaften des elektronischen bzw. molekularen Systems gezogen werden können. Diese Vielteilchenprozesse liegen auf einer wesentlich kleineren Energieskala als die primäre Anregung und können zum Beispiel eine lokale Abschirmung des Rumpfniveaulochs, einen intermolekularen Ladungstransfer oder kollektive vibronische und elektronische Anregungen beinhalten. In diesem Projekt sollen speziell untersucht werden: - Die Empfindlichkeit der ResPES-Spektren für externe Einflüsse auf Moleküle im Falle schwacher Bindung: ResPES-Spektren zeigen charakteristische Feinstrukturen, die auf die Ankopplung des angeregten Zwischenzustandes an molekulare Schwingungen zurückgeführt werden können. Diese Schwingungsstruktur zeigt Veränderungen, wenn Moleküle in verschiedenen Umgebungen betrachtet werden, auch wenn die chemische Bindung schwach ist. - Die zeitliche Abfolge von Ladungstransferprozessen mittels der ‚core-hole clock‘-Methode: Der auf die elektronische Anregung folgende Ladungstransfer soll sowohl an dünnen molekularen Filmen, an Molekül/Metall-Grenzflächen und an Heteroschichten (Molekül A/Molekül B) untersucht werden. Dieses Projekt beabsichtigt eine systematische Untersuchung der physikalischen Ankopplung von ausgewählten organischen Molekülen an die Umgebung und die Auswirkung auf vibronische und elektronische Anregungen und soll so zu einer Vertiefung des mikroskopischen Verständnisses organischer molekularer Materialien führen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr. Achim Schöll