University, Diss., 2005--Mainz. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

Universiẗat, Diss., 1998--Frankfurt (Main).

In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass Donor-Akzeptor-substituierte Anthracen- und Ethenoanthracenderivate bemerkenswerte photophysikalische und photochemische Eigenschaften aufweisen. So bieten derartige Anthracenderivate eine interessante Grundlage sowohl zur Entwicklung von Fluoreszenzsonden beispielsweise für Schwermetallionen wie auch zur Entwicklung von molekularen Schaltern für die Datenverarbeitung. Weiterhin stellen die untersuchten Anthracene und Ethenoanthracene hervorragende Systeme zur systematischen Untersuchung von Substituenteneinflüssen auf Photoreaktionen dar. / It has been demonstrated that donor-acceptor-substituted anthracene and ethenoanthracene derivatives exhibit remarkable photophysical and photochemical properties. Such anthracene derivatives serve as an useful basis for the development of fluorescence sensor e.g. for metall ions as well as molecular switches for data processing. Moreover, the anthracenes and ethenoanthracenes present excellent systems for systematic investigation of substituent effects on photoreactions.

Universiẗat, Diss., 2002--Regensburg.

Freiburg, Univ., Diss., 2001.

Organische Halbleiter besitzen neue, bemerkenswerte Materialeigenschaften, die sie für die grundlegende Forschung wie auch aktuelle technologische Entwicklung (bsw. org. Leuchtdioden, org. Solarzellen) interessant werden lassen. Aufgrund der starken konformative Freiheit der konjugierten Polymerketten führt die Vielzahl der möglichen Anordnungen und die schwache intermolekulare Wechselwirkung für gewöhnlich zu geringer struktureller Ordnung im Festkörper. Die Morphologie hat gleichzeitig direkten Einfluss auf die elektronische Struktur der organischen Halbleiter, welches sich meistens in einer deutlichen Reduktion der Ladungsträgerbeweglichkeit gegenüber den anorganischen Verwandten zeigt. So stellt die Beweglichkeit der Ladungen im Halbleiter einen der limitierenden Faktoren für die Leistungsfähigkeit bzw. den Wirkungsgrad von funktionellen organischen Bauteilen dar. Im Jahr 2009 wurde ein neues auf Naphthalindiimid und Bithiophen basierendes Dornor/Akzeptor Copolymer vorgestellt [P(NDI2OD‑T2)], welches sich durch seine außergewöhnlich hohe Ladungsträgermobilität auszeichnet. In dieser Arbeit wird die Ladungsträgermobilität in P(NDI2OD‑T2) bestimmt, und der Transport durch eine geringe energetischer Unordnung charakterisiert. Obwohl dieses Material zunächst als amorph beschrieben wurde zeigt eine detaillierte Analyse der optischen Eigenschaften von P(NDI2OD‑T2), dass bereits in Lösung geordnete Vorstufen supramolekularer Strukturen (Aggregate) existieren. Quantenchemische Berechnungen belegen die beobachteten spektralen Änderungen. Mithilfe der NMR-Spektroskopie kann die Bildung der Aggregate unabhängig von optischer Spektroskopie bestätigt werden. Die Analytische Ultrazentrifugation an P(NDI2OD‑T2) Lösungen legt nahe, dass sich die Aggregation innerhalb der einzelnen Ketten unter Reduktion des hydrodynamischen Radius vollzieht. Die Ausbildung supramolekularen Strukturen nimmt auch eine signifikante Rolle bei der Filmbildung ein und verhindert gleichzeitig die Herstellung amorpher P(NDI2OD‑T2) Filme. Durch chemische Modifikation der P(NDI2OD‑T2)-Kette und verschiedener Prozessierungs-Methoden wurde eine Änderung des Kristallinitätsgrades und gleichzeitig der Orientierung der kristallinen Domänen erreicht und mittels Röntgenbeugung quantifiziert. In hochauflösenden Elektronenmikroskopie-Messungen werden die Netzebenen und deren Einbettung in die semikristallinen Strukturen direkt abgebildet. Aus der Kombination der verschiedenen Methoden erschließt sich ein Gesamtbild der Nah- und Fernordnung in P(NDI2OD‑T2). Über die Messung der Elektronenmobilität dieser Schichten wird die Anisotropie des Ladungstransports in den kristallographischen Raumrichtungen von P(NDI2OD‑T2) charakterisiert und die Bedeutung der intramolekularen Wechselwirkung für effizienten Ladungstransport herausgearbeitet. Gleichzeitig wird deutlich, wie die Verwendung von größeren und planaren funktionellen Gruppen zu höheren Ladungsträgermobilitäten führt, welche im Vergleich zu klassischen semikristallinen Polymeren weniger sensitiv auf die strukturelle Unordnung im Film sind. / Organic semiconductors are in the focus of recent research and technological development (eg. for organic light-emitting diodes and solar cells) due to their specific and outstanding material properties. The strong conformational freedom of conjugated polymer chains usually leads to a large number of possible geometric arrangements while weak intermolecular interactions additionally lead to poor structural order in the solid state. At the same time the morphology of those systems has direct influence on the electronic structure of the organic semiconductor which is accompanied by a significant reduction of the charge carrier mobility in contrast to their inorganic counterparts. In that way the transport of charges within the semiconductor represents one of the main limiting factors regarding the performance and efficiency of functional organic devices. In 2009 Facchetti and coworkers presented a novel conjugated donor/acceptor copolymer based on naphthalene diimide and bithiophene [P(NDI2OD‑T2)] which was characterized by an outstanding charge carrier mobility. In this work the mobility of electrons and holes in the bulk of P(NDI2OD‑T2) is determined by single carrier devices and the time-of-flight technique. The results imply a low energetic disorder in these polymer layers. While the material was initially expected to be mainly amorphous, a detailed study of the photophysical properties of P(NDI2OD‑T2) shows that precursors of supramolecular assemblies (aggregates) are already formed in polymer solution. Quantum-chemical calculations support the occurring optical changes. NMR spectroscopy was applied to independently prove the formation of chain aggregates in commonly used organic solvents. The investigation of P(NDI2OD‑T2) solutions by analytical ultracentrifugation implies that aggregation mainly proceeds within single polymer chains by reduction of the hydrodynamic radius. To understand the influence of the chemical structure, pre-aggregation and crystal packing of conventional regioregular P(NDI2OD-T2) on the charge transport, the corresponding regioirregular polymer RI-P(NDI2OD-T2) was synthesized. By combining optical, X-ray, and transmission electron microscopy data, a quantitatively characterization of the aggregation, crystallization, and backbone orientation of all of the polymer films was possible, which was then correlated to the electron mobilities in electron-only diodes. The anisotropy of the charge transport along the different crystallographic directions is demonstrated and how the mobility depends on π-stacking but is insensitive to the degree or coherence of lamellar stacking. The comparison between the regioregular and regioirregular polymers also shows how the use of large planar functional groups leads to improved charge transport, with mobilities that are less affected by chemical and structural disorder with respect to classic semicrystalline polymers such as poly(3-hexylthiophene).

Neutral cyclometalated platinum(II) N-heterocyclic carbene complexes [Pt(C^C*)(O^O)] with C^C* ligands based on 1-phenyl-1,2,4-triazol-5-ylidene and 4-phenyl-1,2,4-triazol-5-ylidene, as well as acetylacetonato (O^O = acac) and 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)propan-1,3-dionato (O^O = mesacac) ancillary ligands were synthesized and characterized. All complexes are emissive at room temperature in a poly(methyl methacrylate) (PMMA) matrix with emission maxima in the blue region of the spectrum. High quantum efficiencies and short decay times were observed for all complexes with mesacac ancillary ligands. The sterically demanding mesityl groups of the mesacac ligand effectively prevent molecular stacking. The emission behavior of these emitters is in general independent of the position of the nitrogen in the backbone of the N-heterocyclic carbene (NHC) unit and a variety of substituents in 4-position of the phenyl unit, meta to the cyclometalating bond.

Neutral cyclometalated platinum(II) N-heterocyclic carbene complexes [Pt(C^C*)(O^O)] with C^C* ligands based on 1-phenyl-1,2,4-triazol-5-ylidene and 4-phenyl-1,2,4-triazol-5-ylidene, as well as acetylacetonato (O^O = acac) and 1,3-bis(2,4,6-trimethylphenyl)propan-1,3-dionato (O^O = mesacac) ancillary ligands were synthesized and characterized. All complexes are emissive at room temperature in a poly(methyl methacrylate) (PMMA) matrix with emission maxima in the blue region of the spectrum. High quantum efficiencies and short decay times were observed for all complexes with mesacac ancillary ligands. The sterically demanding mesityl groups of the mesacac ligand effectively prevent molecular stacking. The emission behavior of these emitters is in general independent of the position of the nitrogen in the backbone of the N-heterocyclic carbene (NHC) unit and a variety of substituents in 4-position of the phenyl unit, meta to the cyclometalating bond.