Optimization of multilayer structures for organic electronics

• Název práce v češtině: Optimalizace vícevrstvých struktur pro organickou elektroniku
• Název v anglickém jazyce: Optimization of multilayer structures for organic electronics
• Klíčová slova: Polovodivé polymery, transport a generace náboje, organická flexibilní elektronika, organické fotovoltaické články, organické tenkovrstvé tranzistory
• Klíčová slova anglicky: Semiconductive polymers, charge carrier transport and generation, organic flexible electronics, organic photovoltaics, organic thin film transistors
• Akademický rok vypsání: 2012/2013
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Jiří Pfleger, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 12.10.2012
• Datum zadání: 12.10.2012
• Datum a čas obhajoby: 27.09.2019 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 05.08.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 27.09.2019
• Oponenti: doc. Ing. Ladislav Kalvoda, CSc.
• Konzultanti: prof. RNDr. Jiří Vohlídal, CSc.

Předběžná náplň práce

Práce je zaměřena na vývoj nových nanostrukturních a nanokompozitních materiálů pro použití ve flexibilních optoelektronických aplikacích, tj. materiálů umožňujících přípravu velkoplošných optoelektronicky aktivních struktur na ohebných, především polymerních substrátech. V těchto materiálech budou kombinovány rozpustné p-konjugované polymery jako matrice pro transport děr, rozpustné deriváty perylenu a fullerenu jako akceptory a elektronově transportní materiály, rozpustné ftalocyaniny pro fotosensibilizaci do blízké infračervené spektrální oblasti a kovové nanočástice pro lokální zesílení fotoindukovaného přenosu náboje mezi p-konjugovaným polymerem a akceptorem. Budou studovány podmínky přípravy funkčních vrstev pro docílení požadované morfologie vrstev s vhodnou objemovou distribucí jednotlivých složek pro dosažení optimální generace a transportu volných nábojů. U kompozitů s kovovými nanočásticemi bude sledováno jejich prostorové uspořádání pro docílení maximálního elektromagnetického zesílení optického pole.
Funkčnost připravených materiálů bude testována v ambipolárních tenkovrstvých tranzistorech řízených elektrickým polem,(FET, TFT), v zapisovatelných paměťových prvcích (MEM) a fotovoltaických článcích. Bude studován vliv molekulární i nadmolekulární struktury na optické a elektrické vlastnosti získaných materiálů.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The work is aimed at development of new nanostructured and nanocomposite materials for flexible optoelectronic applications, i.e. materials that enable the preparation of functional large-area optoelectronically active structures on flexible, mainly polymer substrates. In these materials a hole transporting matrix consisting of a soluble semiconducting p-conjugated polymer will be combined with (i) soluble derivatives of perylene or fullerene functioning as acceptors and electron transporting materials, (ii) soluble phthalocyanines for photosensibilization extended into a near infrared spectral region, and (iii) with noble metal nanoparticles for local enhancement of photoinduced charge transfer between the p-conjugated polymer and acceptor. The conditions for the deposition of active layers will be studied and optimized to achieve the required morphology of active layers with bulk distribution of the components favorable for optimal generation and transport of free charges. In the case of composites with metal nanoparticles, the assembling of nanoparticles will be optimized for obtaining maximum electromagnetic enhancement of optical fields.
The functionality of the prepared materials will be tested in ambipolar thin film transistors (FET, TFT), in rewritable memory elements (MEM) and in photovoltaic cells. The influence of the molecular and supramolecular structure on the optical and electrical properties will be studied.