Theoretische Vorhersagen der Struktur und der optischen und elektronischen Eigenschaften zweidimensionaler organisch-anorganischer Perovskit-Hybridverbindungen für potentielle Anwendung in Leuchtdioden

• Antragstellerin: Dr. Svenja Maria Janke
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393196393

Organisch-anorganische Perovskit-Hybridverbindungen erlauben die Kombination von organischen und anorganischen Moleküleigenschaften und eröffnen so ein weites Feld zur Konstruktion neuer Materialien mit modellierbaren Eigenschaften. In diesem Projekt sollen mögliche neue zweidimensionale organisch-anorganische Perovskit-Hybridverbindungen für eine denkbare Anwendung in Leuchtdioden (LED) und deren exzitonische und optische Eigenschaften vorhergesagt werden.Dafür wird eine Vorhersageroutine für Kristallstrukturen von Perovskit-Hybridverbindungen entwickelt, die einen genetischen Algorithmus zur Erkundung des Konfigurationsraums verwendet. Um den Rechenaufwand der Vorhersageroutine zu minimieren, wird ein Kraftfeld, das Universal Force Field, zur Beschreibung der zweidimensionalen organisch-anorganischen Perovskit-Hybridverbindungen erweitert. Die Funktionsfähigkeit der Vorhersageroutine soll anhand bereits existierender Kristallstrukturen überprüft werden. Die über die Vorhersageroutine ermittelten Konformere werden weiterhin mit einem Hybridfunktional im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie auf ihre Eignung als LED-Materialien hin untersucht. Zum Abschluss des Projektes wird ein Modell für die Wechselwirkung zwischen Exzitonen und Gitterschwingungen in Kristallen organischer Materialien adaptiert, um exzitonische Effekte und Emissionsspektren in zweidimensionalen organisch-anorganischen Perovskit-Hybridverbindungen zu beschreiben.Über den Rahmen dieses Projektes hinaus wird eine Prozedur entstehen, die es gestattet, mögliche neue zweidimensionale organisch-anorganische Perovskit-Hybridverbindungen und deren optoexzitonische Eigenschaften für Anwendungsgebiete wie z. B. Leuchtdioden oder Solarzellen vorherzusagen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Volker Blum