Ab Initio Charge Carrier Mobility and Computational Screening of Molecular Crystals for Organic Semiconductors

The rapid progress in the field of organic light emitting diodes has raised high expectations for novel organic electronic devices such as organic field effect transistors. The large challenge remaining is to improve the charge carrier mobility, a quantity for which different theoretical approaches exist. In this thesis a systematic analysis of different computational methods to calculate charge transfer parameters using ab initio density functional theory was performed and improved methods were developed. By applying these methods in a virtual high throughput screening study identifying novel compounds, the power of computational material design was demonstrated.
Jüngste Fortschritte im Bereich von organischen Leuchtdioden haben hohe Erwartungen an neuartige organische Schaltkreise geschürt, wie z.B. organische Feldeffekttransistoren. Eine große Herausforderung ist die Verbesserung der Ladungsträgermobilität, einer Schlüsselgröße, für deren Berechnung verschiedenste theoretische Modelle existieren. In dieser Arbeit wurde eine systematische Analyse verschiedener computergestützter Methoden zur Berechnung von Ladungstransferparametern mittels ab initio DFT durchgeführt und verbesserte Methoden entwickelt. Durch die Anwendung dieser Methoden in einem Hochdurchsatz-Screening wurden neuartige, bislang unbekannte organische Halbleitermaterialien identifiziert.