FWF - Optelcomp - Hybrid Nanocomposites for Optoelectronics

Das grundlagenorientierte Projekt Hybrid-Nanoomposite for Optoelectronics zielt auf die Herstellung von optoelektronischen Hybridmaterialien ab, die aus Nanopartikeln eines anorganischen Halbleiters eingebettet in eine konjugierte Polymermatrix bestehen. Diese Nanokomposite sind vielversprechende Materialien für z.B. die Photovoltaik und für Photodetektoren. Dieses Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Entwicklung chemischer Synthesestrategien dieser Nanocompositsysteme. Drei unterschiedliche Synthesewege sollen untersucht werden, die Probleme der Phasenseparation und einer Verbesserung der elektronischen Wechselwirkung zwischen halbleitenden Nanopartikeln und Halbleiterpolymer lösen sollen: 1) Die "klassische" Synthesevariante: Herstellung von Halbleiter-Nanopartikeln durch kolloidale Synthese mit Hilfe von komplexierenden Liganden (z.B.Organophosphine) 2) Die Methode der "Funktionellen Liganden": neue Dispergiermittel ("capping agents") werden entwickelt, die durch eine elektroaktive Gruppe bereits eine erhöhte Leitfähigkeit aufweisen. Auf diese Art soll die Mischbarkeit mit dem Polymer erleichtert werden und zugleich eine Verbesserung der Leitfähigkeit bzw. des Ladungsüberganges zwischen den Partikeln und dem Polymer erfolgen. 3) Die "Block-Copolymer Methode": hier sollen zunächst Diblock-Copolymere synthetisiert werden die aus einem konjugierten Block und einem Block, der mit den anorganischen Halbleiterpartikeln wechselwirken kann, bestehen. Dies kann zu sehr stabilen hochdispersen Systemen führen. Darüber hinaus können solche Blockcopolymere bei passender Blockgröße durch Selbstorganisation zu hierarchisch geordneten Hybridsystemen führen. Die Qualität der Partikel und der daraus resultierenden Komposite werden im molekularen Bereich mit gängigen meist spektroskopischen Methoden charakterisiert, die technologische Anwendbarkeit sowie die opto-elektronischen Eigenschaften werden durch Anfertigen von standardisierten Photovoltaic-Zellen untersucht.