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Diffusion in Nanoschichten

Diffusion in Nanoschichten
Forschungsthema:Untersuchung der Lösemitteldiffusion in nanoskaligen Doppelschichtsystemen
Typ:Masterarbeit
Datum:laufend
Betreuer:

Fritzensmeier

Bearbeiter:Konstantin Kapfer

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. Für die Auslegung des Trocknungsprozesses ist ein genaues Verständnis des Phasengleichgewichtes und der Diffusionskinetik entscheidend. In Vorarbeiten am Institut sind dazu Sorptionsexperimente mit Modellstoffsystemen und für die organische Elektronik relevanten Materialien mit Hilfe einer Quarzkristallmikrowaage an Schichten zwischen 20 nm und 800 nm durchgeführt worden. Für die Sorptionsmessungen wird die Reindampfmethode angewendet, bei der ein gasseitiger Stofftransportwiderstand durch die Abwesenheit von Inertgas vernachlässigt wird. Insbesondere bei Schichtdicken unter 500 nm wird unabhängig vom untersuchten Stoffsystem das Phänomen beobachtet, dass der Stofftransport stark verlangsamt ist im Vergleich zu Modellsimulationen, die anhand von Messungen an Mikrometerschichten entwickelt wurden.

Der Bearbeiter/die Bearbeiterin bekommt für Ihre Bachelorarbeit die Aufgabe, das oben genannte Phänomen genauer zu untersuchen und dabei herauszufinden, ob ein signifikanter gasseitiger Stofftransportwiderstand existiert und die Annahme einer verlangsamten Filmdiffusion bei Nanoschichten somit nicht gerechtfertigt ist.

Im Mittelpunkt der Arbeit stehen im Wesentlichen zwei Experimente. Zum einen sollen Messungen unter gleichen Bedingungen durchgeführt werden, bei denen die Menge des im System befindlichen Inertgases variiert wird. Das zweite Experiment beinhaltet einige konstruktive Änderungen an der verwendeten Sorptionsanlage, um bei Sorptionsmessungen den Weg zwischen Verdampfer und Messzelle variieren zu können. Auf diese Weise soll der gasseitige Stofftransportwiderstand quantifiziert werden, um bei zukünftigen Messungen fundierte und experimentell bestätigte Annahmen treffen zu können.

Mit Hilfe von Literatur soll ein geeignetes Stoffsystem aus Polymer und Lösemittel identifiziert werden. Die Messungen und Umbauten erfolgen an der am Institut vorhandenen Sorptionsanlage mit Quarzkristallmikrowaage, die Auswertung mit Hilfe in Vorarbeiten entwickelter Auswerte- und Modellierungsprogramme. Weiterhin sollen die gewonnenen Ergebnisse mit theoretischen Überlegungen in Zusammenhang gebracht werden.