Seite - 8 - in Technologien für das Lichtmanagement in organischen Leuchtdioden

2 Grundlagen 2.1 OrganischeHalbleiter OrganischeHalbleiter sind einTeilgebiet der organischenChemieund zeich- nen sichu.a. durchkonjugierteπ-Elektronensystemeaus,worausdiehalblei- tendenEigenschaften dieserMaterialklasse resultieren [22].OrganischeMo- leküle basieren aufKohlenstoffverbindungen. Sie treten in einer beinahe un- begrenztenAnzahl in verschiedenenMolekülvarianten auf. Die elektrischen, mechanischenundoptischenEigenschaftenorganischerHalbleiterunterschei- den sich teilweise drastisch von anorganischen Halbleitern, weshalb in den folgendenAbschnittendieseEigenschaftennähererläutertwerden. 2.1.1 Kohlenstoffverbindungenundπ-Elektronensysteme Kohlenstoff kann verschiedenste Bindungen mit bspw. Stickstoff, Sauer- stoff oder Wasserstoff eingehen, wodurch eine große Vielfalt an möglichen Kohlenstoffverbindungen entsteht [23]. Gerade diese Vielfalt macht organi- sche Halbleiter interessant, da so die optischen, elektrischen und morpho- logischen Eigenschaften gezielt verändert werden können [22]. Um die π- ElektronensystemeorganischerHalbleiter zuerläuternwirdzunächstderEin- fachheit halberEthen betrachtet (sieheAbbildung 2.1.1a). Eine der besonde- ren Eigenschaften vonKohlenstoff ist, dass er dieValenz 4 besitzt. ImFalle des Ethens entstehen so durch dieAusbildung von 3 koplanar angeordneten sp2-HybridorbitalenanjedemKohlenstoffatominsgesamt4kovalenteBindun- genzuWasserstoffatomenunddurchdieÜberlappungder sp2-Hybridorbitale drei sogenannteσ-Bindungen in derEbene. Senkrecht zu derEbeneder sp2- Hybridorbitale stehen zwei 2pz-Orbitale,welche ebenfalls eineBindung ein- gehendiemanπ-Bindungnennt.Betrachtetmandie fürorganischeMoleküle typischen aromatischen Ringe, wie z.B. einen Benzolring (siehe Abbildung 2.1.1b), soentstehtdurchdieπ-Bindungeneinsogenanntesπ-Orbital, inwel- chemdieElektronenaufgrund ihrer schwachenBindungsenergiedelokalisiert sind [24]. Durch die Delokalisierung der Elektronen innerhalb eines π-Orbitals bil- den sich neue Energieniveaus unterhalb (bindendes π-Orbital) und oberhalb (antibindendesπ∗-Orbital) des2pzNiveaus [25,26]. ImGrundzustand ist das 8