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Humboldt-Universität zu Berlin - Mathematisch-Naturwissen­schaft­liche Fakultät - Physik von Makromolekülen

Homogene Exzitonen-Fluoreszenz einzelner molekularer Nanoröhren

Selbstorganisierte, quasi eindimensionale Nanostrukturen aus pi-konjugierten Molekülen werden aufgrund ihrer attraktiven optoelektronischen Eigenschaften wie scharfer exzitonischer Übergänge, starkem Zirkulardichroismus, hoher Elektronenbeweglichkeit und Photoleitfähigkeit als neuartige Bausteine für zukünftige Bauelemente diskutiert. Für viele Anwendungen ist es jedoch notwendig, diese in flüssiger Phase selbstorganisierten Nanostrukturen auf feste Träger zu übertragen ohne ihre supramolekulare Struktur zu zerstören.

Dörthe M. Eisele und Stefan Kirstein aus der Arbeitsgruppe um Prof. Jürgen P. Rabe an der Humboldt-Universität zu Berlin in Zusammenarbeit mit Prof. D.A. Vanden Bout (Universität Texas at Austin, zurzeit auch an der HU Berlin forschend ) und Prof. J. Knoester (Universität Groningen) berichten in einer aktuellen Veröffentlichung (D.M. Eisele et al., Nature Nanotechnology 4 (2009) 658), wie sich tubuläre J-Aggregate aus amphiphilen Cyaninfarbstoffen auf festen Trägern immobilisieren lassen ohne ihre morphologischen und optischen Eigenschaften zu verlieren. Mit Hilfe Polarisations-aufgelöster optischer Nahfeld-Mikroskopie (SNOM) wurden simultan hoch aufgelöste Bilder der Topographie und der Exzitonenfluoreszenz einzelner Röhren aufgenommen, die zeigen, dass die Röhren strukturell und optisch extrem homogen sind. Damit haben diese von der Natur inspirierten künstlichen molekularen Systeme ein hohes Anwendungspotential, etwa für hocheffiziente Lichtsammel- und Energieleitungssysteme (s.a. Focus "Organic semiconductors" und Editorial "Organics settle down").

Die Forschungsergebnisse sind im Sonderforschungsbereich SFB 448 „Mesoskopisch strukturierte Verbundsysteme“ entstanden.