Dynamics of optically generated charge carriers in conjugated polymers and oligomers

• Applicant: Professor Dr. Heinz Bäßler
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2001 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5327208

In diesem Projekt wird der Einfluß der mesoskopischen Unordnung auf die Dynamik optisch erzeugter, neutraler und geladener Anregungen in Polymeren und Oligomeren untersucht. Diese Materialklassen eignen sich hierfür hervorragend, da der Unordnungsgrad über extrem weite Bereiche variiert werden kann. Besonders stark inhomogen verbreitert sind die optischen Übergänge in p-konjugierten Polymeren, wie z.B. Polyphenylenvinylen (PPV), in denen die stark variierende effektive Konjugationslänge die spektrale Breite der optischen Übergänge bestimmt. Die Leiterpolymere vom Polyphenylen-Typ, bei denen das Rückgrat versteift ist und die deshalb meist sehr große effektive Konjugationslängen aufweisen, zeigen aufgrund der Steifigkeit bereits eine wesentlich geringere inhomogene Verbreiterung. Noch besser in diesem Kontext sind jedoch die monodispers herstellbaren Oligomere mit ihrer festgelegten Länge. Hier zeigt sich ein ganz wesentlicher Einfluß der Morphologie, die mit der Darstellungsmethode variiert: Mit organischer Molekularstrahlepitaxie gelingt es, auf "highly oriented pyrolytic graphite" (HOPG) als Substrat, die inhomogene Verbreiterung nahezu völlig zu unterdrücken. Zwischen den Polymeren und den Oligomeren sind bezüglich der Unordnung die Dendrimere angesiedelt. Grenzfall ohne jede Unordnung ist dann das einzelne Molekül. Anhand dieser Modellmaterialklassen werden folgende Fragestellungen studiert: Welchen Einfluß hat die Unordnung auf i) den Verlust der Kohärenz der optischen Anregung, auf die Energierelaxation, auf den ii) die Raum-Zeit-Dynamik von optischen Anregungen und iii) den Dissoziationsprozeß von neutralen Anregungen (Exzitonen), d.h. den Entstehungsprozeß von freien Ladungsträgern. Die zur Anwendung kommenden experimentellen Methoden sind die Ultrakurzzeitspektroskopie, die Spektroskopie mit hoher Ortsauflösung - in diesen Punkten gibt es enge Zusammenarbeit bis hin zur Personalunion mit anderen von der DFG geförderten Projekten in Marburg.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Privatdozent Dr. Rainer F. Mahrt; Professor Dr. Wolfgang W. Rühle