Von Oxiden zu Organik: eine neue MBE-Plattform für organische Halbleiter am PDI

Das PDI ist international für die Molekularstrahlepitaxie (MBE) anorganischer Halbleiter bekannt. Nun überträgt das Institut diese Expertise auf eine völlig andere Materialklasse. Francisca Marín Largo und Carsten Stemmler vom PDI haben eine neue MBE-Plattform eingerichtet, die speziell dem Wachstum organischer Halbleiter dient.

Statt bei null anzufangen, haben die beiden eine ehemalige Oxid-MBE-Kammer für ihren neuen Zweck umgebaut. Organische Moleküle stellen andere Anforderungen an eine Wachstumsanlage als anorganische Materialien: Sie verdampfen bei deutlich niedrigeren Temperaturen und sind anfällig für Zersetzung und Verunreinigung. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden das Verdampfungsverhalten und die thermische Stabilität der organischen Materialien zunächst mittels Restgasanalyse (RGA) in einer separaten Vakuumkammer charakterisiert, geeignete Verdampfungstemperaturen ermittelt sowie Reinigung und Handhabung der Materialien so ausgelegt, dass Verunreinigungen und Feuchtigkeitseinwirkung möglichst gering bleiben. Dank ihrer Initiative und ihres Engagements ist die Kammer nun eine eigens konzipierte Plattform für kontrolliertes Molekülwachstum mit In-situ-Charakterisierung – die erste ihrer Art am PDI.

Die Anlage wird derzeit für die ersten Wachstumsexperimente vorbereitet. Den Anfang macht Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäuredianhydrid (PTCDA) als Modellmaterial, um das System zu kalibrieren und geeignete Wachstumsbedingungen für organische Halbleiter zu etablieren. Künftige Arbeiten werden sich mit organischen Halbleitermaterialien für Solarzellenanwendungen befassen, mit Schwerpunkt auf molekularer Orientierung, π-Stapelung sowie Grenzflächen zwischen organischen und anorganischen Halbleitern.

Die neue MBE-Plattform zeigt, wie die langjährige Erfahrung des Instituts in der Hochpräzisionsepitaxie Türen weit über seine traditionellen Materialsysteme hinaus öffnen kann.

_{Dieser Text wurde mithilfe von KI übersetzt.}