Passivierung von Defektzuständen in organischen n‐Typ‐Ladungstransferkomplexen durch molekularen Sauerstoff
Gubanov K, Reva Y, Ritterhoff C, Candolfi F, Langford D, Herm M, Franz E, Crisp R, Hampel F, Krieger M, Späth A, Watts B, Libuda J, Weber HB, Meyer B, Guldi DM, Fink R (2026)
Publication Type: Journal article
Publication year: 2026
Journal
Original Authors: Kirill K. Gubanov, Yana Reva, Christian L. Ritterhoff, Fabio Candolfi, Daniel Langford, Maximilian Herm, Evanie Franz, Ryan W. Crisp, Frank Hampel, Michael Krieger, Andreas Späth, Benjamin Watts, Jörg Libuda, Heiko B. Weber, Bernd Meyer, Dirk M. Guldi, Rainer H. Fink
Article Number: e9080202
DOI: 10.1002/ange.9080202
Abstract
Die intrinsische Empfindlichkeit von organischen n-Halbleitern gegenüber molekularem Sauerstoff (O2) führt zu Elektroneneinfang oder zu unbeabsichtigter p-Dotierung, welches wiederum die Elektronenmobilität verringert. Dieser Grundsatz wird mit der vorliegenden Studie herausgefordert, in der die Wechselwirkung von O2 mit organischen Ladungstransferkomplexen (CTCs) untersucht wird, bei denen Elektronendonor-Akzeptor-Wechselwirkungen teilweise delokalisierte elektronische Zustände erzeugen. Am Beispiel eines CTCs aus Phenazin als Elektronendonor und TCNQ als Elektronenakzeptor wird aufgezeigt, dass die Zugabe von O2 nicht zum Elektroneneinfang führt, sondern stattdessen die Ladungstransferaktivität verstärkt. Die erhöhte Elektronendichte am TCNQ-Akzeptor bei Exposition des CTC mit O2 wird auf die Passivierung der für den Elektroneneinfang verantwortlichen Defekte durch O2 zurückgeführt, ohne dass Anzeichen für eine chemisorptive Wechselwirkung vorliegen. Diese Passivierung mindert Rekombinationsverluste, was zur Verdreifachung der Photolumineszenz-Quantenausbeute, einer erhöhten elektrischen Leitfähigkeit und einer verbesserten Effizienz des Ladungstransferzustandes führt. Ähnliche O2-vermittelte Leitfähigkeitssteigerungen werden auch bei weiteren Donor-Akzeptor-Paaren beobachtet, was die breitere Anwendbarkeit dieses Effekts belegt und den Weg ebnet zur Entwicklung von verbesserten Materialien im Bereich organische Elektronik, deren Leistungsparameter durch O2 erhöht werden.
Authors with CRIS profile
Kirill Gubanov
Professur für Physikalische Chemie
Yana Reva
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Christian Ritterhoff
Professur für Computational Chemistry
Fabio Candolfi
Chair of Applied Physics (LAP)
Daniel Langford
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Maximilian Herm
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Evanie Franz
Lehrstuhl für Katalytische Grenzflächenforschung
Ryan Crisp
Lehrstuhl für Chemistry of thin film materials
Frank Hampel
Lehrstuhl für Organische Chemie I
Michael Krieger
Chair of Applied Physics (LAP)
Andreas Späth
FAU Competence Unit Engineering of Advanced Materials (EAM)
Jörg Libuda
Lehrstuhl für Katalytische Grenzflächenforschung
Heiko Weber
Chair of Applied Physics (LAP)
Bernd Meyer
Professur für Computational Chemistry
Dirk Michael Guldi
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Rainer Fink
Professur für Physikalische Chemie
Involved external institutions
Switzerland (CH)How to cite
APA:
Gubanov, K., Reva, Y., Ritterhoff, C., Candolfi, F., Langford, D., Herm, M.,... Fink, R. (2026). Passivierung von Defektzuständen in organischen n‐Typ‐Ladungstransferkomplexen durch molekularen Sauerstoff. Angewandte Chemie. https://doi.org/10.1002/ange.9080202
MLA:
Gubanov, Kirill, et al. "Passivierung von Defektzuständen in organischen n‐Typ‐Ladungstransferkomplexen durch molekularen Sauerstoff." Angewandte Chemie (2026).
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