Fritzensmeier

Die Herstellung von organischer Elektronik aus der Flüssigphase ist in Hinblick auf die Produktion im Industriemaßstab besonders effizient. Entscheidend bei der Trocknung der Schichten ist, dass kein Restlösemittel in den fertigen Bauteilen zurückbleibt, da dies zu einem Effizienzverlust oder zu vorzeitiger Alterung führen kann. Dies stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Diffusion im Vergleich zum zu Beginn applizierten Nassfilm bei niedrigen Lösemittelkonzentrationen im Verlauf der Trocknung stark verlangsamt ist.

In Vorarbeiten am Institut ist die Schichtdickenabhängigkeit von Diffusionskoeffizienten für verschiedene Stoffsysteme bei dünnen Schichten experimentell gezeigt worden. Dazu wurden Sorptionsexperimente mit Modellstoffsystemen und für die organische Elektronik relevanten Materialien mit Hilfe einer Quarzkristallmikrowaage an Schichten zwischen 20 nm und 500 nm durchgeführt. Die Gleichgewichtsbeladung wurde für einige Stoffsysteme als schichtdickenunabhängig identifiziert, für andere konnte ein Einfluss der Schichtdicke beobachtet werden. Mit Hilfe von Stofftransportsimulationen wurde die Hypothese aufgestellt, dass eine substratnahe Schicht mit einem erniedrigten Diffusionskoeffizienten für die Schichtdickenabhängigkeit des Stofftransports verantwortlich ist. Eine fundierte Erklärung des Phänomens der substratnahen Schicht sowie für die Beobachtungen zur Gleichgewichtsbeladung ist derzeit nicht vorhanden.

In dieser Bachelorarbeit soll gezielt der Einfluss der Polymerkettenlänge auf das Sorptionsverhalten der Nanoschichten charakterisiert werden. Für die experimentelle Untersuchung steht eine Hochpräzisions-Sorptionsanlage mit Quarzkristallmikrowaage zur Verfügung. Mit Hilfe eines am Institut vorhandenen Simulationstools werden die Messungen jeweils mit dem Zweischichtmodell analysiert. Für verschiedene Polymerkettenlängen und Lösemittelkonzentrationen sollen das Phasengleichgewicht mit einem Lösemittel sowie die Diffusionskinetik bestimmt werden. Dabei kann zusätzlich das Polymer, das Lösemittel oder die Schichtdicke variiert werden.

Mit Hilfe von Literatur sollen zunächst geeignete Stoffsysteme identifiziert werden. Selbstständig soll der für die Aufgabenstellung relevante Stand des Wissens zu Eigenschaften von Polymeren, Lösemitteleinfluss auf die Morphologie sowie dem Quellverhalten bei unterschiedlichen Kettenlängen erarbeitet werden. Darauf aufbauend sollen die Sorptionsexperimente mit Nanoschichten durchgeführt und analysiert werden.