Netzwerkbildung und interdisziplinärer Wissenstransfer
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© Felix Full

Chirale Organo­bor PAKs für Anwen­dun­gen in organi­scher Elektronik

Felix Full – Hector RCD Awardee Agnieszka Nowak-Krol

Borhal­tige polya­ro­ma­ti­sche Kohlen­was­ser­stoffe (PAKs) sind aufgrund ihrer anspre­chen­den optischen und elektro­ni­schen Eigen­schaf­ten von beson­de­rem Inter­esse. Daher sind sie vielver­spre­chende Kanida­ten für Anwen­dun­gen in OLEDs, Transis­to­ren und organi­schen Solar­zel­len. Dieses Projekt beschäf­tigt sich mit der Synthese neuar­ti­ger chira­ler Organo­bor PAKs und mit der Unter­su­chung des Einflus­ses ihrer Geome­trie auf den Betrieb solcher Elektroniken.

Dieses Projekt konzen­triert sich auf die Entwick­lung neuar­ti­ger chira­ler borhal­ti­ger polya­ro­ma­ti­scher Kohlen­was­ser­stoffe (PAKs). PAKs finden bereits Anwen­dung in organi­schen Solar­zel­len und Transis­to­ren. Jedoch gibt es auf diesem Gebiet noch viel Steige­rungs­po­ten­tial. Der Einbau von Hetero­ato­men in ein π‑konjugiertes System kann die Eigen­schaf­ten dieses Grund­ge­rüs­tes erheb­lich verän­dern und somit den Betrieb solcher Bauele­mente verbes­sern, sowie neue Funktio­nen bereit­stel­len. Trotz der attrak­ti­ven Eigen­schaf­ten welche Bor den Molekü­len verleiht, wurden Organo­bor­he­li­cene aufgrund synthe­ti­scher Limitie­run­gen bisher wenig unter­sucht. Ein Haupt­ziel dieses Projekts ist es daher, Zugang zu dieser neuen Klasse von Verbin­dun­gen zu erhalten.

Die Synthese der borhal­ti­gen PAKs erfolgt über einen modula­ren Ansatz. Dafür werden kleine, (hetero)aromatische Bausteine mit ausge­wähl­ten polya­ro­ma­ti­schen Kernen über Kreuz-Kupplungs­re­ak­tio­nen mitein­an­der verbun­den und anschlie­ßend durch Borylie­rung multi­chro­mo­phore 3D-Arrays ausge­bil­det. Eine schema­ti­sche Darstel­lung dieses Ansat­zes ist in Abbil­dung 1 dargestellt.

Diese Materia­lien sollen im Anschluss in organi­scher Elektro­nik und Photo­vol­taik einge­setzt werden. Vor allem soll dabei der Einfluss der chira­len Reinheit auf den Betrieb solcher Bauele­mente unter­sucht werden. Somit werden die Studien zu einem umfas­sen­de­ren Bild der Bezie­hung zwischen Chira­li­tät und Geräte­leis­tung beitragen.

Chirale Organobor PAKs für Anwendungen in organischer Elektronik

Abbil­dung 1: Eine allge­meine Strate­gie zur Darstel­lung chira­ler borhal­ti­ger PAKs. R bezeich­net Alkyl, Aryl oder Halogenid.

Felix Full

Univer­si­tät Würzburg
   

Betreut durch

Hector RCD Awardee Jun.-Prof.

Agnieszka Nowak-Król

Chemie

Hector RCD Awardee seit 2020Disziplinen Jun.-Prof. Agnieszka Nowak-Król