Universiẗat, Diss., 2004--Kiel.

Universiẗat, Diss., 2002--Göttingen.

Universiẗat, Diss., 2003--München.

Techn. Universiẗat, Diss., 2003--Berlin.

Zu Beginn dieser Arbeit galten Kupfer(I)-emitter als vielversprechende Alternativen zu den bis dato führenden Iridium(III)-emittern, waren dabei aber nur sehr selten tatsächlich kompetitiv. Die oftmals verwendenten chelatisierenden Diimin- bzw. Phosphanliganden als π-Chromophorligand ermöglichten bei diesen Kupfer(I)-emittern die Nutzung von TADF als Emissionsmechanismus, womit in seltenen Fällen strahlenden Ratenkonstanten von kr > 105 s-1 erreicht wurden. Diese Werte konnten allerdings nicht für den gesamten sichtbaren Spektralbereich erzielt werden, was auf eingeschränkte Modifikationsmöglichkeiten sowie unvollständige Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zurückgeführt werden kann. Erklärtes Ziel dieser Arbeit war es folglich, die Modifikationsmöglichkeiten von Kupfer(I)-emittern deutlich zu vergrößern. Hierbei wurde besonderes Augenmerk auf die Verwendung von Carbenen als monodentaten π-Chromophorliganden gelegt. Ausgehend von MeCAAC bzw. verschiedenen CAArCs konnte eine Bandbreite von Kupfer(I)- sowie Zink(II)-verbindungen synthetisiert sowie charakterisiert werden. Die durchgeführten Photolumineszenzstudien zeigen eindrucksvoll die Chromophoreigenschaften der verwendeten Carbene auf, werden doch Quantenausbeuten bis nahezu 1 sowie strahlende Ratenkonstanten von bis zu 9·105 s-1 erreicht. Es gelang somit also, Kupfer(I)-carbenverbindungen als vielversprechende Emitterklasse zu etablieren. In einem zweiten Bereich wurden anschließend erste Versuche unternommen, die gewonnen Erkenntnisse auf das Feld der Zink(II)-carbenverbindungen zu übertragen. Dabei konnten wichtige Erkenntnisse hinsichtlich Struktur und Stabilität Zink(II)-MeCAAC-verbindungen erhalten werden. / At the beginning of this work, copper(I) emitters were regarded as promising alternatives to the hitherto leading iridium(III) emitters, although they were only very rarely truly competitive. The often used chelating diimine or phosphane ligands as π-chromophore ligands enabled the use of TADF as emission mechanism for these copper(I) emitters, thus achieving radiative rate constants of kr > 105 s-1 in rare cases. However, these values could not be obtained for the entire visible spectral range, which can be attributed to limited modification possibilities as well as incomplete structure-property relationships. Consequently, the stated goal of this work was to significantly increase the modification possibilities of copper(I) emitters. In this regard, particular attention was paid to the use of carbenes as monodentate π-chromophore ligands. Starting from MeCAAC or various CAArCs, a range of copper(I) as well as zinc(II) compounds could be synthesized as well as characterized. The photoluminescence studies carried out impressively demonstrate the chromophor properties of the carbenes used, as quantum yields of up to almost 1 and radiative rate constants of up to 9·105 s-1 are achieved. It was thus possible to establish copper(I) carbene compounds as a promising emitter class. In a second area, initial attempts were then made to transfer the knowledge gained to the field of zinc(II) carbene compounds. In the process, important findings were obtained with regard to the structure and stability of zinc(II) meCAAC compounds.

To overcome the fundamental limit of the transistor subthreshold swing of 60 mV/dec at room temperature, the use of negative capacitance (NC) in ferroelectric materials was proposed [1]. Due to the recent discovery of ferroelectricity in CMOS compatible HfO₂ and ZrO₂ based thin films [2], [3], the promise of ultra-low power steep-slope devices seems within reach. However, concerns have been raised about switching-speed limitations and unavoidable hysteresis in NC devices [4], [5]. Nevertheless, it was shown that NC effects without hysteresis can be observed in fast pulsed voltage measurements on ferroelectric/dielectric capacitors [6], which was recently confirmed using ferroelectric Hf₀.₅ Zr₀.₅ O₂[7], [8]. While in these works only the integrated charge after each pulse was studied, here we investigate for the first time if the transient voltage and charge characteristics are also hysteresis-free.