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Abstract

In den letzten Jahren haben sich N-Heteropolyzyklen zu vielversprechenden Kandidaten für Anwendungen in der organischen Elektronik entwickelt. Zu diesem Zweck ist ein tiefgehendes Verständnis der niederenergetischen elektronischen Anregungs- und Emissionscharakteristika von entscheidender Bedeutung. Die kontrollierte Bildung schwach gebundener van-der-Waals-Dimere und die Charakterisierung ihrer optischen Eigenschaften stellen dabei wichtige Bausteine für den Einblick in die Natur intermolekularer Wechselwirkungen dar. In dieser Arbeit wurde auf die Matrixisolations-Technik zurückgegriffen, mit der hochaufgelöste Infrarot-, Absorptions- und Emissionsspektren von niedrig konzentrierten Analytsubstanzen bei 4 K in festem Neon erhalten wurden. Durch kontrollierte Variation aggregationsfördernder Parameter (Temperatur und Konzentration) konnte zwischen Monomer- und Dimerspektren differenziert werden. Anhand des kleinen Modellsystems Pyridin gelang die gezielte Bildung und detaillierte Charakterisierung des doppelt Wasserstoff-verbrückten, vollständig planaren Pyridin-Dimers in Neon. Die Aufklärung der Struktur erfolgte durch Analyse der Frequenzverschiebungen im Infrarot-Bereich bei Dimerisierung im Zusammenspiel mit quantenchemischen Rechnungen und wird gestützt durch Isotopenexperimente an Pyridin-d5. Die elektronischen Anregungsspektren von Tetracen und zweier im Grundgerüst Stickstoff-substituierter Derivate wurden hinsichtlich ihres Verhaltens unter aggregationsfördernden Bedingungen untersucht. Im Falle von Tetracen wurden erstmals Hinweise auf die Bildung von Dimeren bei höheren Konzentrationen in Form von J-Aggregaten gefunden. Zusätzliche niederenergetische Anregungsbanden im Spektrum der Stickstoff-Derivate von Tetracen konnten durch Intensitätsverstärkungen durch Wechselwirkungen mit dipolverbotenen Übergängen im Rahmen des Herzberg-Teller-Modells vibronischer Kopplung erklärt werden. Es wurden ebenfalls hochaufgelöste Absorptions- und Fluoreszenzspektren von Pentacen und 6,13-Diazapentacen in festem Neon aufgenommen. Begleitende quantenchemische Rechnungen ermöglichten die Zuordnung spezifischer schwingungsaufgelöster Signale zu den entsprechenden Normalmoden. Darüber hinaus gelang erstmals der spektroskopische Nachweis der Bildung von van-der-Waals-Dimeren beider Spezies. Diese Dimere weisen signifikant unterschiedliche optische Eigenschaften auf, die auf die Veränderung der elektronischen Struktur durch die formale Einführung von sp2-hybridisierten Stickstoffatomen in das molekulare Rückgrat zurückgeführt werden.