Dokument: Resonanzverstärkte Multiphotonen-Photoelektronenspektroskopie von schwerflüchtigen aromatischen Dreiring-Systemen
| Titel: | Resonanzverstärkte Multiphotonen-Photoelektronenspektroskopie von schwerflüchtigen aromatischen Dreiring-Systemen | |||||||
| Weiterer Titel: | Resonance enhanced multiphoton-photoelectronspectroscopy of low-volatile aromatic tricyclic systems | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=49493 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20190503-123818-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dipl.-Chem. Drenkow, Fabian [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Weinkauf, Rainer [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Michael [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | In der vorliegenden Dissertation sind die strukturell sehr ähnlichen tricyclischen Systeme des Fluorens, Carbazols und Dibenzofurans mit den komplementären spektroskopischen Methoden der massenselektiven REMPI-, e-REMPI-, Fluoreszenzanregungs- und REMPI-PE-Spektroskopie untersucht worden. Die Wahl fiel auf diese Moleküle, da sie in Lösung eine sehr hohe Fluoreszenzquantenausbeute besitzen [NLNW06] und deshalb theoretisch gut als Fluorophore für OLED’s mit einer Emission im UV geeignet sind. Ziel war es die elektronischen Zustände S1 und X, die eine Schlüsselrolle in der Funktionsweise von UV-OLED’s haben, mit der Methode der REMPI-PES zu spektroskopieren. Mit deren Hilfe konnten neben Ionisierungsenergien, Fragestellungen
zu Geometrieveränderungen vom ersten angeregten Singulett-Zustand zum Ionen- Grundzustand, zu Energien der kationischen Schwingungen, auftretender Intermolekularen Energieumverteilung (IVR), Ionisierungswahrscheinlichkeiten und Zuordnungen der Schwingungen im S1 beantwortet werden. Ferner wurden die Dimere der Moleküle mit der massenselektiven REMPI-Spektroskopie untersucht, um etwaige kollektive Eigenschaften zu finden. Neben der Spektroskopie der Moleküle wird der Aufbau der spektroskopischen Methoden innerhalb einer Apparatur beschrieben. Dazu zählt die Neukonzipierung einer „magnetischen Flasche“ für Photoelektronenmessungen mit hoher Transmission, die Kalibrierung der REMPI-PES sowie die Implementierung der massenselektiven REMPI- und Fluoreszenzanregungsspektroskopie und die Etablierung der e-REMPI-Spektroskopie als Hilfsmittel für die Justage der REMPI-PE-Spektroskopie. Trotz struktureller Ähnlichkeit der Moleküle zeigen sich für die Übergänge ins Kation sehr unterschiedliche Effekte. Bei Fluoren ist der Übergang ins Kation mit einer geringen Geometrieänderung verbunden. Es stellt sich als Musterbeispiel der klassischen PE-Spektroskopie mit wenigen Besonderheiten dar. Bei Carbazol wurde im S1 ein erstaunlich früh beginnendes IVR festgestellt, wobei herausgestellt werden konnte, dass die Symmetrie der Schwingungen für das IVR eine wichtige Rolle spielt. Dibenzofuran nimmt überraschenderweise eine Ausnahmestellung ein. Diese drückt sich dadurch aus, dass der X←S1-Übergang, aufgrund seiner unterschiedlichen MO-Konfigurationen elektronisch nicht begünstigt ist und es daher zu gravierenden Geometrieveränderungen kommt. Die komplizierten PE-Spektren, die mit zunehmender S1 Energien mit IVR überlagert werden, werden noch komplexer, sodass die Grenze ihrer Interpretierbarkeit erreicht wird. Eine auf Basis dieser Arbeit auftretende grundlegende Frage für OLED’s ist, ob bei einer Elektronen- Loch-Rekombination im Chromophor, also quasi dem umgekehrten Prozess der Ionisation aus dem S1 ins Kation, überhaupt effizient der S1-Zustand besetzt werden kann.In the present thesis the structural very similar tricyclic molecules fluorene, carbazole and dibenzofurane have been investigated with the complemental spectroscopic methods: massanalysed REMPI-, e-REMPI, fluorescence excitation- and REMPI-PE-spectroscopy. These molecules were chosen because of their high fluorescence quantum yields [NLNW06] in solution and their potential application as fluorophores in OLED’s with an emission in the UV. The aim was to study the excited states S1 and X which play a key role in the functionality of OLEDs with the spectroscopic method of REMPI-PES. Ionization energies were determined. Transition intensities contribute information on geometry changes of the S1- and X-state via the FC-factors. Energies of the S1-state corresponding cationic vibrations, and internal vibrational redistribution IVR became directly evident as finger prints in PE-spectra. Predominant bond models,ionization probabilities and the assignment of the S1-vibrations of the molecules are discussed. Furthermore the dimers of the molecules were investigated by mass-selective REMPI-spectroscopy in hope to observe any possible collective properties. In addition to the spectroscopy of the molecules, the implementation of the spectrocopic methods within one experimental setup is described. That includes the redesigning of a “magnetic bottle” for high-transmission gas-phase photoelectron measurements, the calibration of the REMPI-PES, implementation of the mass-selective REMPI- and fluorescence exitation spectroscopy and the e-REMPI-spectroscopy as a adjustment tool for REMPI-PE-spectroscopy. Despite structural similarities of the molecules, the transitions into the cation show considerable different effects. For fluorene, the transition to the cation is associated with small changes in geometry. It is a prime example of classical PE-spectroscopy with few special features. Carbazole was found to have an astonishingly early IVR in S1. It could also be shown that the symmetry of the vibrations plays an important role for the onset of the IVR. Dibenzofuran occupies an exceptional position. This is expressed by the fact that the X←S1 transition is not favored electronically because of different MO-configurations of the two states. This also shows up in severe geometry changes. The complex PE-spectra, which in addition are superimposed by IVR at higher S1-energies, are reaching their limit of interpretability. A fundamental question for OLED’s arising from this work is whether in an electron-hole recombination on the chromophore, which is mostly the reverse process of ionization from the S1 into the cation, the S1-state can be efficiently adressed. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Physikalische Chemie und Elektrochemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 03.05.2019 | |||||||
| Dateien geändert am: | 03.05.2019 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 05.04.2019 | |||||||
| Datum der Promotion: | 29.04.2019 |
