Einfluss von Graphen auf die Wechselwirkung zwischen Phthalocyaninen und Substrat

Abstract

Halbleiter-Bauelemente auf Silizium-Basis finden Anwendung in nahezu allen Bereichen unseres alltäglichen Lebens. In den letzten Jahren erlebte die Forschung jedoch eine Trendwende. Organische Halbleitermaterialen bestechen durch eine einfachere und kostengünstigere Herstellung, sowie durch ein geringes Gewicht und eine hohe Flexibilität, die ihnen den Einsatz in neuen Anwendungsbereichen erlauben. Zu den bekanntesten Vertretern dieser Materialgattung gehört die Gruppe der Phthalocyanine. Neben ihrer großen Materialvielfalt aufgrund zahlreicher Substitutionsmöglichkeiten besitzen sie eine äußerst hohe Stabilität gegenüber chemischen und thermischen Umwelteinflüssen. Dadurch werden sie bereits heute in Organischen Solarzellen (OPV), organischen Feldeffekttransistoren (OFET), sowie organischen Leuchtdioden (OLED) eingesetzt. Beim Aufbau von organischen Halbleiter-Bauelementen besteht jedoch die Notwendigkeit die aktiven Schichten mit metallisch leitenden Elektrodenmaterialien zu kontaktieren. Dabei treten eine Vielzahl von Wechselwirkungen mit dem Substrat auf, die die Eigenschaften der Phthalocyanine schwächen oder vollständig unterbinden können. Inhalt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses einer Pufferschicht auf diese Wechselwirkungen mittels Photoelektronenspektroskopie (PES) und Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS). Als Material für eine solche Pufferschicht bietet sich Graphen aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und seiner einfachen Zugänglichkeit an. Anhand von Cobaltphthalocyanins (CoPc), Eisenphthalocyanin (FePc) und Manganphthalocyanin (MnPc) werden die beobachteten Wechselwirkungen zu einer Ni(111)-Oberfläche vorgestellt und der Einfluss einer Pufferschicht aus Graphen, sowie einer durch Interkalation mit Gold erhaltenen Modifikation des Graphens diskutiert.