05 Dez Phosphorbasierte Optoelektronik
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) spielen eine zentrale Rolle in einer Vielzahl von elektronischen und optoelektronischen Anwendungen, darunter chemische Sensoren, organische Leuchtdioden (OLEDs), organische Feldeffekttransistoren (OFETs) und organische Solarzellen. Um die Leistungsfähigkeit der Bauelemente zu optimieren und deren Vielseitigkeit zu erhöhen, erproben Forschende die Substitution mit verschiedenen Elementen jenseits des Kohlenstoffs. Während die Substitution mit Bor (B), Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Schwefel (S) bereits umfassend erforscht wurde, stellt die Integration von Phosphor (P) in Kombination mit Stickstoff (N) noch eine große Herausforderung dar.
Neue Verbindungen für organische Halbleiter
Phosphorchemiker Professor Jan. J. Weigand von der Technischen Universität Dresden hat nun in Zusammenarbeit mit einem interdisziplinären Team eine neuartige Methode entwickelt, um Phosphor- und Stickstoffatome in polyzyklischen Molekülen einzubringen. „Diese Methode ermöglichte die Synthese einer breiten Palette von P/N-substituierten Verbindungen, deren physikochemische Eigenschaften in Zusammenarbeit mit Physikerinnen und Physikern der TU Dresden vielschichtig untersucht wurden“, erklärt Weigand. „Durch die Kombination aus Materialsimulationen und spektroskopischen Messungen konnten wir grundlegende Einblicke in die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der erhaltenen Verbindungen gewinnen.“ Die Methode soll in Zukunft die Entwicklung neuer Materialien mit spezifischen optoelektronischen Eigenschaften für die Anwendung in organischen Halbleitertechnologien ermöglichen.
Polyzyklische Moleküle mit Phosphor- und Stickstoffatomen sollen neue Möglichkeiten für elektronische und optoelektronische Bauelemente eröffnen. Bild: Jannis Fidelius
Optische und elektronische Eigenschaften erweitern
Zugänglich wird durch den neuen Ansatz die bekannte Stoffklasse der Azaphosphole, die bisher nur sehr umständlich und meist in sehr geringen Ausbeuten verfügbar war. Daher kam sie bisher für (opto-)elektronische Anwendungen nicht in Betracht. „Durch die gezielte Kombination von Phosphor und Stickstoff erhoffen wir uns, die elektronischen und optischen Eigenschaften dieser Verbindungen in einer Weise steuern zu können, die zuvor nicht möglich war“, ergänzt Sebastian Reineke, Leiter der Gruppe Light-Emitting und Excitonic Organic Semiconductors (LEXOS) der TU Dresden. „Dies eröffnet spannende Perspektiven für zukünftige Anwendungen in der Optoelektronik und darüber hinaus.“
Originalveröffentlichung:
[Jannis Fidelius, et al., Convenient Access to π-Conjugated 1,3-Azaphospholes from Alkynes via [3+2]-Cycloaddition and Reductive Aromatization, CHEM. DOI: 10.1016/j.chempr.2023.10.016]
Quelle: tu-dresden.de
Bild: Sebastian Reineke
