Entwicklung organischer Halbleiter basierend auf Fulvenyl-funktionalisierten Polyisocyaniden

Abstract

In dieser Arbeit wurde ein synthetischer Zugang zu fulvenyl-funktionalisierten Polyisocyaniden entwickelt und ihrer Eigenschaften untersucht. Hierbei wurden Arylisocyanide in welchen die Isocyanogruppe über einen para-Phenylenlinker mit Fluoren- (7a), 2,3,4,5-Tetraphenylcyclopentadien- (7b), und Dibenzosuberen- (7c) basierten Fulvengruppen konjugiert ist, synthetisiert und diese zu den entsprechenden Polyisocyaniden (8a-c) umgesetzt. Die optischen und elektrochemischen Eigenschaften aller Vorstufen sowie der erhaltenen Polyisocyanide wurden untersucht. Die Polyisocyanide zeigen optische Bandlücken im Bereich von 2.21 bis 2.40 eV. Die Fluoren- und 2,3,4,5-Tetraphenylcyclopentadien-Derivate zeigen zudem Elektronenaffinität im Bereich von -2.66 bzw. -3.55 eV. Untersuchungen der Halbleitereigenschaften mittels SCLC zeigten zudem Ladungsträgermobilität im Bereich von 10^-4-10^-5 cm2V-1s-1 für alle drei Polymere, sowie eine Elektronenmobilität von μe = (1.04 ±2.50)*10^-2 cm2*V-1s-1 für 8b. Weiterhin wurden neue chirale Katalysatoren synthetisiert und optisch aktive Chargen der Polyisocyanide 8a-c durch asymmetrische Polymerisation synthetisiert. Zudem wurden Block-Copolymer des Polymers 8b mit Polythiophen und Polythiazol synthetisiert und deren Selbstorganisation bei Aggregation in Lösung untersucht. Außerdem wurde zwei synthetische Zugänge zu Isocyanofulvenen entwickelt und so eine weitere Reihe von Fluoren-, Dibenzosuberen- und Thioxanthen-basierten Monomeren zugänglich gemacht. Polymerisation des Fluoren-Derivats lieferte Poly(9H-9-isocyanomethylenfluoren), ein Polymer mit einer optische Bandlücke von 1.64 eV und einer Elektronenaffinität von -4.20 eV. Zur weiteren Charakterisierung wurden Gold(1)-Komplexe der Isocyanid-Monomere synthetisiert und deren optische und strukturelle Eigenschaften charakterisiert