Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

1. Einleitung
In den letzten Jahrzehnten war es selbstverständlich, dass Bauelemente wie Dioden,
Transistoren und integrierte Schaltungen fast ausnahmslos aus anorganischen Halbleitermaterialien
aufgebaut sind. Doch heutzutage finden sich im alltäglichen Leben immer
mehr Bauteile, die aus organischen Materialien bestehen, wie etwa organische Leuchtdioden
(OLED) [1], Feld-Effekt-Transistoren (OFET) [2,3] und Solarzellen [4]. Während
anorganische Bauteile durch die kovalenten Bindungen relativ starr sind, erlauben es
die van-der-Waals-Bindungen zwischen den Molekülen sehr flexible Bauelemente zu entwickeln.
Die Firma Sony z. B. präsentierte im März diesen Jahres ein biegsames 4,1 Zoll
großes Farbdisplay auf Basis von OLED-Technologie.
Ein weiterer großer Vorteil dieser organischen Bauelemente gegenüber den anorganischen
ist, dass diese meist einfach und vor allem kostengünstig produziert werden können.
Großflächige Beschichtungen mit diesen Materialien können z.B. über Tauchbeschichtungen
oder Druckprozesse realisiert werden und Strukturierungsverfahren über lithographische
Techniken sind nicht mehr unbedingt notwendig. Darüber hinaus stellt die
Vielzahl von organischen Molekülen und die Modifizierungsmöglichkeiten dieser Moleküle
ein enormes Potential dar, neue Eigenschaften zu erzielen, die mit konventionellen
anorganischen Halbleitern zumindest bisher noch nicht erreicht wurden.
Ein großer Nachteil dieser Technologie stellt jedoch noch die geringe Ladungsträgerbeweglichkeit
in den organischen Schichten dar. Diese Beweglichkeit ist in den meisten
organischen Schichten um Größenordnungen geringer als bei den anorganischen Halbleitern.
Im Gegensatz zu Silizium ist die Leitfähigkeit der organischen Halbleiter auch
noch stark von der Ausrichtung der Moleküle und der strukturellen Güte des organischen
Filmes abhängig [5]. Grund dafür ist, dass Defekte, Verunreinigungen und Korngrenzen
die Ladungsträgerbeweglichkeit deutlich reduzieren. Das Wachstum von dünnen organischen
Filmen wird maßgeblich durch die erste Monolage beeinflusst. Demzufolge ist ein
grundlegendes Verständnis der Grenzfläche nötig, um die Eigenschaften der organischen
Bauelemente gezielt zu verbessern.
Obwohl es eine Vielzahl von organischen Molekülen gibt, die für die Entwicklung organischer
Bauelemente geeignet erscheinen, ist es zur Erarbeitung des grundlegenden
Verständnisses sinnvoll, sich auf ein geeignetes Modellmolekül zu beschränken. Aus diesem
Grund wurde der organische Farbstoff 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäuredianhydrid
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