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EFRE Projekt Kohärentes Laserprozessieren von Bauteilen der organischen Elektronik mit geformter mid-IR-Laserstrahlung

Aus den Europäischen Strukturfonds (EFRE) wird ab dem 01.09.2017 das Vorhaben "Kohärentes Laserprozessieren von Bauteilen der organischen Elektronik mit geformter mid-IR-Laserstrahlung" im Rahmen der Maßnahme InfraPro gefördert. U.a. wird dazu ein 2D-IR Spektrometer zur Pulsformung und vollständigen Strahldiagnose angeschafft.

Die kohärente Anregung chemischer Substanzen aus dem elektronischen Grundzustand erlaubt z.B. definierte chemische Bindungen von organischen Polymeren anzusprechen und ein super-selektives Anregen erlauben. Dieses anspruchsvolle Arbeitspaket setzt das Lasersystem mit dem OPA und das 2D-IR-Spektrometer ein (AP-KA1), um die Effizienz der kohärenten Kontrolle bei der Anregung von Oligomere als auch Polymeren zu untersuchen. Unterschiedliche organische Werkstoffe, die häufig in der organischen Elektronik (OE) eingesetzt werden, werden mit diesem Großgerät untersucht: elektrisch leitende oligomere, wie z.B. Alq3 oder polymere organische Substanzen, wie zum Beispiel PEDOT:PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate)) und Halbleiter, wie zum Beispiel P3HT (Poly(3-hexylthiophen-2,5-diyl)) und PCBM (ein Fullerenderivat [6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester).Dabei werden unterschiedliche Phasenfunktionen der mid-IR-Laserstrahlung, wie z.B. Sinus, oder Theta-Stufe, angewendet. Auch ein evolutionärer Algorithmus zur Gewinnung der geeigneten Phasenfunktion wird eingesetzt, um das kohärente Anregen zu optimieren.
Zeitaufgelöste Ellipsometrie (AP-KA2), transiente 2D-IR-Spektroskopie (AP-KA2) und zeitaufgelöste IR und VIS Fotografie (AP-KA3) werden eingesetzt, um die Dynamik beim Anregen der chemischen Verbindungen zu untersuchen. Die komplexen 2D-Spektren werden in Zusammenarbeit mit Prof. Zanni‘s Gruppe, University of Wisconsin-Madison, und mit Prof. Reineke’s Gruppe, IAPP der TU Dresden interpretiert. Ebenso werden mit den Gruppen von Prof. Baumert (Universität Kassel) die einzusetzenden geformten Pulse diskutiert, um eine effiziente Anregung der organischen Verbindungen zu ermöglichen. Ein Modell zur kohärenten Anregung chemischer Verbindungen soll aufgestellt werden, womit das Abtragen beschreibbar wird (AP-KA4). Mit den ermittelten optischen, chemischen und thermomechanischen Größen beim kohärenten Anregen von organischen Verbindungen wird ein Modell des Laserprozessierens von organischen Polymeren mit geformter mid-IR-Laserstrahlung aufgestellt und so superselektives Anregen und Abtragen dünner organischer Schichten ermöglicht.

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