Transparente und elektrisch leitfähige Oxide (TCO) sind typische Kontaktmaterialien in optoelektronischen Beuelementen, wie zum Beispiel Leuchtdioden, Solarzellen und Flüssigkristallbildschirmen. Die Art der Grenzfläche, die von einem TCO und einem organischen Dünnfilm gebildet wird, ist maßgeblich für Ladungstransport und Lichtemission verantwortlich. Deswegen ist es unerlässlich diese Grenzfläche nicht nur zu untersuchen sondern auch zu verstehen. Studien mit Metalloberflächen haben zu einer Vielzahl an Orientierungen und Strukturen der organischen Moleküle geführt, die sich aus der Konkurrenz der Wechselwirkungen, nämlich Molekül-Substrat und Molekül-Molekül, ergeben. Derzeit gibt es kaum Studien zu organischen Molekülen auf TCOs, was einerseits daran liegt, dass die Präparation von sauberen und wohldefinerten TCO Oberflächen herausfordernd ist, andererseits gehen die Forschungsrichtungen zu organischen Dünnschichten und Metalloxidoberflächen getrennte Wege mit nur wenigen Gemeinsamkeiten. Deswegen habe ich vor, mithilfe dieses Projektes meine Erfahrung mit organischen Schichten und Oxidoberflächen zu vereinen.
Dieses Projekt wird die Adsorption von repräsentativen, in Bauelementen verwendeten konjugierten organischen Molekülen auf idealen TCO Oberflächen untersuchen. Der Schlüssel dazu sind In2O3 Einkristalle, deren Oberfläche ich dank meiner Postdoc-Zeit hier an der TU Wien reproduzierbar und verlässlich präparieren kann. Wohldefinierte Oberflächen sind die Grundlage um die atomare Struktur an der TCO/organischen Grenzfläche zu untersuchen und verstehen. Dies ist auch die Bedingung um theoretische Berechnungen für ein tiefergehendes Verständnis der Prozesse auf atomarer Ebene durchführen zu können. Es wir spannend sein, den Einfluss der stark korrugierten Potentialhyperfläche und der Bandlücke des Metalloxids auf die geometrischen und elektronischen Eigenschaften zu erforschen. Modernste oberflächenphysikalische Methoden wie Rastertunnel-mikroskopie, die Beugung von niederenergetischen Elektronen und Photoelektronemissions-mikroskopie werden herangezogen werden um Morphologie und Struktur zu erforschen. Die elektronischen Eigenschaften werden mit Photoelektronenspektroskopie untersucht, um die Wechselwirkung mit der TCO Oberfläche und innerhalb der organischen Lage zu quantifizieren. Dazu werden organische Schichten beginnend bei Submonolagen bis hin zu einigen Nanometer Dicke untersucht, um den Unterschied zwischen der Grenzschicht und dem organischen Dünnfilm zu sehen.
Die Bewilligung dieses Antrags ist das Sprungbrett, das ich benötige um meine eigene unabhängige Forschung zu betreiben, die meine bisher erworbenen Fähigkeiten vereint. Die experimentelle Forschung wird in drei Arbeitsgruppen mit Spezialisten für Metalloxide und organische Oberflächen durchgeführt werden. Die Zusammenarbeit mit meiner Mentorin Prof. Ulrike Diebold steht dabei im Vordergrund; zusätzlich werden Prof. Georg Koller und Hans-Peter Steinrück (Auslandsaufenthalt) einbezogen werden und Prof. Bernd Meyer wird theoretische Berechnungen beisteuern. Mit der Unterstützung von diesen vier herausragenden Wissenschaftler bin ich zuversichtlich, einen bedeutenden Beitrag in diesem technologisch wichtigen Gebiet leisten zu können.
