Direkte Messung und Manipulation der Spinkorrelation von Ladungsträgern in organischen Halbleitern

Austauschwechselwirkungen spielen in organischen Halbleitern im Gegensatz zu herkömmlichen anorganischen Materialien eine wesentliche Rolle. Ziel des Vorhabens ist es, mit Hilfe eines kürzlich von uns entwickelten Verfahrens zur Aktivierung des Phosphoreszenzkanals in organischen Halbleitern den Grad der Spinkorrelation zwischen Ladungsträgern und somit der Austauschwechselwirkung über das direkte Verhältnis von Fluoreszenz zu Phosphoreszenz zu messen. Dabei wird spektroskopisch zwischen Triplett- und Singulettzuständen unterschieden, was wiederum Einblick in die relative Spinorientierung elektrostatisch gebundener Elektronen und Löcher ermöglicht. Ladungsträgerpaare können sowohl durch direkte elektrische Injektion wie durch elektrische Dissoziation optisch generierter Anregungen erzeugt werden. Mit Hilfe externer Stimuli, wie starken magnetischen und elektrischen Feldern, thermischer Energie, sowie magnetischen Verunreinigungen, soll die relative Spinkorrelation manipuliert werden. Die grundlegende Fragestellung dabei ist, ob sich Ladungsträger in organischen Halbleitern wirklich wie freie Teilchen verhalten, oder ob Vielteilcheneffekte zu einer physikalisch interessanten spinabhängigen Rekombination führen. Neben einem allgemeinen Verständnis der Wirkungsweise organischer Halbleiter wird auch die Entwicklung neuartiger Bauelemente angestrebt, die sich den Spin der Ladungsträger explizit zu Nutze machen.