Neuer Sonderforschungsbereich in der Chemie organischer Materialien

Foto: Hagen Klauk, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

Elektrische Schaltkreise auf flexiblen Folien erfordern weiche organische Halbleitermaterialien, wie sie in dem neuen Sonderforschungsbereich entwickelt und untersucht werden.

Nach erfolgreicher Begutachtung erhält die Universität Heidelberg einen neuen Sonderforschungsbereich auf dem Gebiet der Chemie: In der aktuellen Bewilligungsrunde hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) die Förderung des SFB 1249 „N-Heteropolyzyklen als Funktionsmaterialien“ beschlossen. Im Mittelpunkt des Forschungsverbundes mit 17 Teilprojekten steht die Entwicklung neuer organischer Halbleiter und die Untersuchung der Elementarprozesse des Ladungstransports, die ihre Eigenschaften bestimmen. Für einen Zeitraum von vier Jahren wird die DFG dafür Fördermittel in Höhe von rund neun Millionen Euro zur Verfügung stellen. Die Sprecherfunktion übernimmt Prof. Dr. Lutz H. Gade vom Anorganisch-Chemischen Institut der Ruperto Carola. Die Forschungsarbeiten werden im Januar 2017 beginnen.

Wie Prof. Gade erläutert, soll die Entwicklung dieser Halbleiter auf der Basis einer großen und flexibel variierbaren Klasse von Verbindungen, den N-heteropolyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, realisiert werden. Die neuen elektronischen Materialien basieren nicht auf Silizium oder anderen anorganischen Halbleitern, sondern sind organische Kohlenwasserstoffderivate mit Ringstrukturen, die Stickstoffatome enthalten. Da es sich um „weiche“ Materialien handelt, die sich bei geringen Temperaturen verarbeiten lassen, können flexible Träger wie zum Beispiel Kunststoff-Folien für elektronische Bauteile eingesetzt werden. „Auch wenn es bereits eine Vielzahl von Forschungsaktivitäten zur Entwicklung organischer Halbleitermaterialien gibt, stellt der gezielte Zugang zu neuen Substanzklassen mit spezifischen Materialeigenschaften nach wie vor eine große Herausforderung dar“, betont Prof. Gade.

Die Arbeiten am SFB 1249 reichen von der Methodenentwicklung für die chemische Synthese über die physikalische, spektroskopische und theoretische Charakterisierung der neuentwickelten organischen Halbleiter bis hin zur Untersuchung ihrer Materialeigenschaften in opto-elektronischen Bauelementen. „Ziel ist es, die wesentlichen chemisch-konstruktiven Voraussetzungen für die Eigenschaften dieser neuen Substanzen im engen Zusammenwirken von Theorie und Experiment zu identifizieren“, so Prof. Gade. Neben Wissenschaftlern der Universität Heidelberg von Instituten der Chemie, dem Interdisziplinären Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen, dem Center for Advanced Materials und dem Kirchhoff-Institut für Physik sind Forschungsgruppen des Karlsruher Instituts für Technologie und des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung in Stuttgart an dem neuen Sonderforschungsbereich beteiligt.