Optische Eigenschaften von Pi-konjugierten Modellsystemen

Der erste Teil der vorliegenden Arbeit beschäftigt sich mit der Modifikation der spontanen Emission im Strong Coupling Regime. Hierzu wurden geeignete optische, organische 'Halbleiter'-Mikroresonatoren präpariert.Zunächst wurde das verwendete optisch aktive Material, das J-Aggregat PIC, spektroskopisch charakterisiert. In Transmissionsmessungen an den Mikroresonatoren wurden Vakuum-Rabi-Splitting-Energien zwischen 26 und 52 meV bestimmt. Es wurde die Abhängigkeit der Vakuum-Rabi-Splitting-Energie von der räumlichen Position der optisch aktiven Schicht innerhalb des Mikroresonators untersucht. Durch eine Simulation konnte nachgewiesen werden, daß der Grund für die Asymmetrie des Rabi-Splittings bei einer Verstimmung von 0 meV durch die Asymmetrie des Absorptionsspektrums des optisch aktiven Materials gegeben ist. Weiterhin wurde die Photolumineszenz der Mikroresonatoren untersucht. Es konnte in temperaturabhängigen Messungen gezeigt werden, daß die hochenergetische Bande gegenüber der niederenergetischen Bande bei steigender Temperatur entsprechend einer Boltzmann-Verteilung stärker besetzt wird.Im zweiten Teil der Arbeit wurden die optischen Eigenschaften von dünnen Filmen N´N´Bis (2,6-xylyl)perylene-3,4:9,10-bis(dicarboximide) (DPP-PTCDI) abhängig von der Schichtdicke untersucht. Die Photolumineszenzspektren der dünnen Filme wurden mit zunehmender Dicke durch eine neue Bande bei kleineren Energien bestimmt. Diese Bande kann mit der Emission aus Fallenzuständen erklärt werden. Durch Photolumineszenz-Anregungsspektroskopie konnte gezeigt werden, daß die Fallenzustände auch im Grundzustand existieren. Exzimere können daher als Ursache ausgeschlossen werden.

In the first part the control of the spontaneous emission in the strong coupling regime was studied. Therefore suitable optical organic 'semiconductor' microcavities were prepared. First, the used optically active material, the J-aggregate PIC, was spectroscopically investigated. Transmission measurements revealed vacuum-Rabi-Splitting-energies between 26 and 52 meV. The vacuum-Rabi-Splitting-energy was studied as a function of the spatial position of the optically active layer inside the cavity. It could be shown by a simulation, that the reason for the asymmetric vacuum-Rabi-Splitting at 0 meV detunig is the asymmetric absorption spectrum. Further, the photoluminescene of the microcavities were studied. Temperature dependent measurements revealed, that the high energy band is populated further relatively to the low energy band with increasing temperature according to a boltzmann-distribution.In the second part the optical properties of thin films of N´N´Bis (2,6-xylyl)perylene-3,4:9,10-bis(dicarboximide) (DPP-PTCDI) depending on the thickness of the films were studied. The photoluminescence spectra of the films were with increasing film thickness dominated by a new low-energy band. This band can be assigned to a trap emission. In photoluminescence excitation spectra, it was shown, that the traps exists in the ground state. Therefore, excimers could be excluded as origin of the traps.