Dynamische Untersuchungen an organischen Mikroresonatorstrukturen

Im Rahmen dieser Arbeit werden organische Mikroresonatorstrukturen hergestellt und meßtechnisch charakterisiert. Die Arbeit ist Teil eines Projektes, dessen Ziel der Nachweis von Lasertätigkeit bei elektrischer Anregung in organischen Halbleiterbauelementen ist.

Die Basis der Mikroresonatoren bilden organischen Leuchtdioden (engl.: OLED, Organic Light Emitting Diode). Als Emissionsmaterial findet das Gast-Wirt-System Qd:Alq3 Verwendung. Das Wirtsmaterial Aluminium 8-Hydroxichinolat Alq3 ist dabei mit etwa 1 mol% Quinacridon Qd dotiert. Das Emissionsspektrum dieses Materialsystems besitzt eine Halbwertsbreite von etwa 35nm und ein Maximum bei 525nm im grünen Wellenlängenbereich. Für die Injektion der Ladungsträger werden spezielle Transportschichten benutzt, Starburst und NPD für die Löcher sowie undotiertes Alq3 für die Elektronen.

Die auf einem Fabry-Perot-Resonator basierenden Mikroresonatorstrukturen werden durch einen dielektrischen Spiegel auf der einen Seite und einen Metallspiegel auf der anderen Seite begrenzt. Der dielektrische Spiegel besteht aus 7 Schichtenpaaren von SiO2 und TiO2 sowie einer transparenten leitenden Indiumzinnoxidschicht als Anode. Schichten von Magnesium und Silber bilden den Metallspiegel. Die dielektrischen Spiegel werden auf Saphirund MM-Glas (engl.: Millimask)-Substrate aufgedampft. Saphir ist aufgrund der sehr guten Wärmeleitfähigkeit besonders für Mikroresonatoren geeignet. Die Herstellung der Bauelemente erfolgt durch mehrere Lithographieschritte und Aufdampfprozesse. Die organischen Materialien werden durch Molekularstrahldeposition unter Ultrahochvakuum aufgedampft, wodurch sich qualitativ sehr gute Dünnfilme herstellen lassen.

Im ersten Teil der Arbeit wird die Schichtstruktur der hergestellten h1/2-Resonatoren derart in ihrer Länge optimiert, daß ihre Resonanzwellenlänge mit dem Emissionsmaximum des Emittermaterials zusammenfällt. Dazu werden Proben für Photolumineszenz- und Elektrolumineszenzversuche hergestellt. Eine Streak-Kamera dient der Aufnahme der Lumineszenzspektren. Mit ihr kann man Lichtphänomene mit einer hohen zeitlichen Auflösung messen. Bei den Photolumineszenzuntersuchungen ergibt sich eine Halbwertsbreite der Resonanz von 1,7 nm, mit der man einen Wert von 318 für die Güte des Resonators berechnen kann. [...]