Spezial-Hochfeld-EPR-Spektrometer für OLEDs

Beantragt wird ein Komplettsystem eines Hochfeld-Magnetresonanzspektrometers, um Effekte der Spin-Bahn Kopplung (SBK) in organischen Halbleitermaterialien im direkten Betrieb einer organischen Leuchtdiode (OLED) aufzulösen. Die unter Spinresonanz modifizierte spinabhängige Rekombination von Elektronen und Löchern wird im Strom elektrisch oder in der Elektrolumineszenz optisch detektiert. Durch die SBK kommt es zu einer Abweichung des elektronischen g-Faktors von dem des freien Elektrons und somit im Material zu einer Verteilung der effektiven g-Faktoren der resonanten Spezies, die sich erst bei höheren Frequenzen und Zeeman-Energien spektral bemerkbar macht. Hohe Frequenzen sind erforderlich, da die Resonanz bei niedrigen Frequenzen durch die Hyperfeinfelder inhomogen verbreitert ist. Ziel des Vorhabens im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1277 „Emergente relativistische Effekte in der kondensierten Materie“ ist es, mikroskopische Materialeigenschaften wie die intra- und intermolekulare Morphologie zu identifizieren, die einen Einfluss auf die SBK aufweisen und somit für eine gezielte Kontrolle der SBK verwendet werden können. Wesentlicher Bestandteil des Vorhabens ist es, neuartige duale OLED-Emitter einzusetzen, die durch simultane Emission aus Singulett (Fluoreszenz) und Triplett (Phosphoreszenz) Zuständen einen direkten Einblick in die Spinstatistik der Elektron-Loch Rekombination ermöglichen. Hierzu ist ein optischer Zugang zum Probenbereich des Spektrometers unabdingbar.