Faglig innhold

Avanserte organiske optoelektroniske materialer fokuserer på forholdet mellom struktur og egenskaper hos de vanligste materialtypene som gjør de til ideelle kandidater til optoelektronisk bruk som kjemiske sensorer, molekyære brytere og maskiner, batterier, organisk solceller eller kunstig intelligens. Faget tar for seg å belyse ulike metoder som kan benyttes for å berike egenskaper, maksimere deres potensiale og videre hvordan kjemisk funksjonalisering kan bane vei for integrering i ulike applikasjoner. Emnet vil først fokusere på de ulike hovedtypene organisk elektroniske materialer, som inkluderer konjugerte polymerer, halvledere av små molekyler og nanomaterialer av karbon (fullerener, nanotuber og grafen).

Fokus vil også rettes mot ulike neste generasjons applikasjoner (dvs. nanomedisin, solceller, batterier etc.) for å lette forståelsen av driftsprinsipper og deres kobling til materialegenskapene.

Hovedkonsepter og grunnleggende materialfysikk vil bli forklart, i tillegg til viktige strategier for syntese av disse. Hovedfokus vil være det brede utvalget av forskjellige funksjonaliseringsmetoder og hvordan disse vil påvirke egenskapene til materialet. Ulike syntetiske strategier som bruker "grønn kjemi for bærekraftige syntetiske tilnærminger vil bli analysert.

Forståelse av sammenhengen mellom struktur og egenskaper vil gjøre det mulig med målrettet syntetise mot diverse applikasjoner. Karakteriseringsmetoder for å analysere de ulike egenskapene hos materialene vil også bli gjennomgått. (f.e. UV-Vis og Transient Absorption, PL og PL Decay, SEM, AFM, Elektrokjemi)

Nøkkelord: Halvledende polymerer, Fullerener, Karbon Nanorør, Grafen, Kjemisk tilpasning, Organiske Solceller, Organiske Lysdioder, Batterier, Brenselceller, Nanomedisin

Forelesninger finner sted annethvert år (2020-2022-2024 osv.) med mindre det er et økt antall studenter

Læringsutbytte

Etter fullført kurs kan studenten demonstrere følgende

Kunnskap:

(i) ha forståelse for ulike hovedtyper organiske optoelektroniske materialer og syntese av disse, samt kunne identifisere fordeler og ulemper med de ulike materialene.

(ii) kunne foreslå passende teknikker for å karakterisere spesifikke egenskaper relatert til materialet og dets applikasjon.

Ferdigheter:

(i) kunne planlegge syntetiske stragier på et videregående nivå for å syntetisere organiske optoelektroniske materialer.

(ii) kunne foreslå ulike funksjonaliseringsmetoder for å berike egenskaper av et material gjennom forståelse av forholdet mellom struktur og egenskaper.

(iii) Kan bruke syntetiske strategier som inkluderer bærekraftige teknikker f.e. «grønn kjemi»

Generell kompetanse:

(i) være i stand til å utføre forskning og litteraturundersøkelse på et høyt nivå.

(ii) ha kunnskap om mulig teknologi som kan tilfredsstille samfunnets behov innen organisk elektronikk og nanoteknologi.

(iii)kombinere kunnskap fra flere viteskapelige områder for å designe et materiale for en spesifikk optoelektronisk applikasjon.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger (4 timer).

Forventet arbeidsmengde i emnet er 150-200 timer

Anbefalte forkunnskaper

Solid kunnskap i syntetisk organisk kjemi; TKJ4111/TKJ4150, TKJ4135/TKJ4155 og TKJ4180 Fysikalsk organisk kjemi eller tilsvarende.

Forkunnskapskrav

Solid kunnskap i syntetisk organisk kjemi eller materialteknologi

Kursmateriell

Suggested literature:

Wenping Hu , Organic Optoelectronics, 2013, Wiley-VCH;

Nikos Tagmatarchis, Advances in Carbon Nanomaterials: Science and Applications 1st Ed. 2012, CRC Press-Taylor and Francis