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type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Hänsel, Marc
title: Ultrafast Excited State Dynamics and Functional Interfaces Probed by Second Harmonic Generation
title_de: Ultraschnelle Dynamik von angeregten Zuständen und funktionalisierte
Grenzflächen untersucht mittels Frequenzverdopplung
subjects: ddc-530
subjects: ddc-540
divisions: i-120300
divisions: i-130700
adv_faculty: af-13
abstract: Understanding the ultrafast excited state dynamics in organic semiconductors after optical
excitation is a key requisite on the road towards efficient organic solar cells. Additionally,
the creation of functional interfaces built from organic molecular switches
and the read-out of the photochromic state are essential for molecular electronics. In
this thesis, static second harmonic generation (SHG) measurements were utilized to
investigate the photochromism of different indolylfulgimide derivatives immobilized on
silicon. During this, the influence of chemical modifications on the switching efficiencies
(cross-sections) and the non-linear optical contrast between the switching states
were investigated. In the second part of this thesis, femtosecond time-resolved second
harmonic generation measurements were used to investigate the ultrafast decay mechanism
of optically induced electronically excited states in organic semiconductors and
donor/acceptor systems. These led to observations of relaxation into dimer induced
states, charge trapping at native silicon oxide and ultrafast vibronic relaxation. For the
donor/acceptor configurations, depending on the molecular orientation at the interface
and the excitation energy, the creation of charge transfer states were investigated.
abstract_translated_text: Die Gewinnung eines tieferen Verständnisses der ultraschnellen Dynamiken von angeregten
Zuständen ist von größter Wichtigkeit in der Entwicklung von effizienten organischen
Solarzellen. Des Weiteren ist der Aufbau von funktionalisierten Grenzflächen,
bestehend aus organischen molekularen Schaltern, und das Auslesen des photochromen
Zustands unverzichtbar für die molekulare Elektronik. In dieser Arbeit wurden statische
Frequenzverdopplung (engl. second harmonic generation (SHG)) Experimente verwendet,
um den Photochromism von verschiedenen Indolylfulgimidderivaten, die auf Silizium
immobilisiert wurden, zu untersuchen. Dabei wurde der Einfluss von chemischen Veränderungen
auf die Effizienz (Wirkungquerschnitte) der involvierten Prozesse und der nicht
lineare optische Kontrast zwischen den Zuständen untersucht. Im zweiten Teil der Arbeit
wurden SHG Messungen mit einer Femtosekunden Zeitauflösung verwendet, um die ultraschnellen
Zerfallskanäle von optisch angeregten elektronischen Anregungen in organischen
Halbleitern und Donor/Acceptor Systemen zu untersuchen. Hierbei wurden die
Relaxation in von Dimeren erzeugten Zustände, das Einfangen von angeregten Ladungen
durch natürliches Siliziumdioxid und ultraschnelle Schwingungsabregung beobachtet. In
den Donor/Acceptor Systemen wurde die Bildung von Ladungstransferzuständen, abhängig
von der Orientierung der Moleküle an der Grenzfläche und der Anregungsenergie,
untersucht.
abstract_translated_lang: ger
date: 2017
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00023703
ppn_swb: 1658647963
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-237039
date_accepted: 2017-11-08
advisor: HASH(0x55e0f7d14640)
language: eng
bibsort: HANSELMARCULTRAFASTE2017
full_text_status: public
citation:   Hänsel, Marc  (2017) Ultrafast Excited State Dynamics and Functional Interfaces Probed by Second Harmonic Generation.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/23703/1/Dissertation_Haensel_2017.pdf