TY - THES A1 - Fleischhauer, Elisabeth T1 - Morphological processing in children : an experimental study of German past participles T1 - Morphologische Verarbeitung in Kindern: Eine experimentelle Studie zu deutschen Partizipien N2 - An important strand of research has investigated the question of how children acquire a morphological system using offline data from spontaneous or elicited child language. Most of these studies have found dissociations in how children apply regular and irregular inflection (Marcus et al. 1992, Weyerts & Clahsen 1994, Rothweiler & Clahsen 1993). These studies have considerably deepened our understanding of how linguistic knowledge is acquired and organised in the human mind. Their methodological procedures, however, do not involve measurements of how children process morphologically complex forms in real time. To date, little is known about how children process inflected word forms. The aim of this study is to investigate children’s processing of inflected words in a series of on-line reaction time experiments. We used a cross-modal priming experiment to test for decompositional effects on the central level. We used a speeded production task and a lexical decision task to test for frequency effects on access level in production and recognition. Children’s behaviour was compared to adults’ behaviour towards three participle types (-t participles, e.g. getanzt ‘danced’ vs. -n participles with stem change, e.g. gebrochen ‘broken’ vs.-n participles without stem change, e.g. geschlafen ‘slept’). For the central level, results indicate that -t participles but not -n participles have decomposed representations. For the access level, results indicate that -t participles are represented according to their morphemes and additionally as full forms, at least from the age of nine years onwards (Pinker 1999 and Clahsen et al. 2004). Further evidence suggested that -n participles are represented as full-form entries on access level and that -n participles without stem change may encode morphological structure (cf. Clahsen et al. 2003). Out data also suggests that processing strategies for -t participles are differently applied in recognition and production. These results provide evidence that children (within the age range tested) employ the same mechanisms for processing participles as adults. The child lexicon grows as children form additional full-form representations for -t participles on access level and elaborate their full-form lexical representations of -n participles on central level. These results are consistent with processing as explained in dual-system theories. N2 - Ein wichtiger Forschungsbereich hat anhand von offline Daten erforscht wie Kinder das morphologische System erwerben. Die meisten dieser Studien haben berichtet, dass Kinder die regelmäßige und die unregelmäßige Flexion unterschiedlich anwenden (Marcus et al. 1992, Weyerts & Clahsen 1994, Rothweiler & Clahsen 1993). Diese Studien haben dazu beigetragen den Erwerb und Organisation von linguistischem Wissen besser zu verstehen. Die offline Methoden messen morphologische Verarbeitung allerdings nicht in Echtzeit. Bis heute ist wenig darüber bekannt wie Kinder flektierte Wortformen in Echtzeit verarbeiten. Die vorliegende Arbeit hat diese Frage in 6- bis 11jährigen monolingualen Kindern (in zwei Altersgruppen) und in einer Erwachsenen-Kontrollgruppe anhand von -t Partizipien (z.B. gemacht), -n Partizipien ohne Stammveränderung (z.B. geschlafen) und -n Partizipien mit Stammveränderung (z.B. gebrochen) untersucht. Dekomposition von Partizipien und deren ganzheitliche Speicherung in assoziativen Netzwerken wurden auf zwei Repräsentationsebenen (zentrale Ebene, Zugriffebene) und, auf der Zugriffsebene, in zwei Modalitäten (Produktion, Verstehen) experimentell getestet. Ein cross-modal priming experiment untersuchte die zentrale Repräsentation von Partizipien. Volle morphologische Primingeffekte sprechen für eine dekomponierte Repräsentation, partielle Primingeffekte für ganzheitliche aber verbundene Repräsentationen. In einem speeded production experiment wurde die auditive Zugriffsrepräsentation und in einem lexical decision experiment die visuelle Zugriffsrepräsentation von Partizipien untersucht. (Ganzwort-) Frequenzeffekte wurden als Beleg für Ganzwortrepräsentationen gewertet. Bezüglich der zentralen Ebene zeigen die Ergebnisse, dass -t Partizipien aber nicht -n Partizipien dekomponiert repräsentiert sind. Bezüglich der Zugriffsebene zeigen die Ergebnisse, dass -t Partizipien entsprechend ihrer Morpheme repräsentiert sind und zusätzlich Ganzwortrepräsentationen haben können, zumindest im Altersbereich von Neun- bis Elfjährigen (Pinker 1999 and Clahsen et al. 2004). Weitere Ergebnisse zeigten, dass -n Partizipien auf der Zugriffsebene Ganzwortrepräsentationen haben, und dass -n Partizipien ohne Stammveränderung die morphologische Struktur enkodieren können (cf. Clahsen et al. 2003). Die Daten weisen auch darauf hin, dass die Verarbeitungsstrategien für -t Partizipien, zumindest in Neun- bis Elfjährigen, unterschiedlich angewandt werden. Die Ergebnisse werden als Evidenz dafür interpretiert, dass Kinder (in dem getesteten Altersbereich) dieselben Verarbeitungsmechanismen für Partizipien nutzen wie Erwachsene. Das kindliche Lexikon wächst, wenn Kinder zusätzliche Ganzwortrepräsentationen für -t Partizipien auf der Zugriffsebene bilden und ihre Ganzwortrepräsentationen für -n Partizipien auf der zentralen Ebene ausdifferenzieren. Diese Ergebnisse sind konsistent mit den Annahmen dualer Verarbeitungstheorien. KW - kindliche Sprachverarbeitung KW - Morphologie KW - deutsche Partizipien KW - Dekomposition KW - Lexikon KW - Reaktionszeitmethoden KW - child language KW - morphological processing KW - German past participles KW - decomposition KW - lexicon KW - reaction time methods Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70581 ER - TY - THES A1 - Pingel, Patrick T1 - Morphology, charge transport properties, and molecular doping of thiophene-based organic semiconducting thin films T1 - Morphologie, Ladungstransporteigenschaften und molekulares Dotieren thiophenbasierter organischer Halbleiterschichten N2 - Organic semiconductors combine the benefits of organic materials, i.e., low-cost production, mechanical flexibility, lightweight, and robustness, with the fundamental semiconductor properties light absorption, emission, and electrical conductivity. This class of material has several advantages over conventional inorganic semiconductors that have led, for instance, to the commercialization of organic light-emitting diodes which can nowadays be found in the displays of TVs and smartphones. Moreover, organic semiconductors will possibly lead to new electronic applications which rely on the unique mechanical and electrical properties of these materials. In order to push the development and the success of organic semiconductors forward, it is essential to understand the fundamental processes in these materials. This thesis concentrates on understanding how the charge transport in thiophene-based semiconductor layers depends on the layer morphology and how the charge transport properties can be intentionally modified by doping these layers with a strong electron acceptor. By means of optical spectroscopy, the layer morphologies of poly(3-hexylthiophene), P3HT, P3HT-fullerene bulk heterojunction blends, and oligomeric polyquaterthiophene, oligo-PQT-12, are studied as a function of temperature, molecular weight, and processing conditions. The analyses rely on the decomposition of the absorption contributions from the ordered and the disordered parts of the layers. The ordered-phase spectra are analyzed using Spano’s model. It is figured out that the fraction of aggregated chains and the interconnectivity of these domains is fundamental to a high charge carrier mobility. In P3HT layers, such structures can be grown with high-molecular weight, long P3HT chains. Low and medium molecular weight P3HT layers do also contain a significant amount of chain aggregates with high intragrain mobility; however, intergranular connectivity and, therefore, efficient macroscopic charge transport are absent. In P3HT-fullerene blend layers, a highly crystalline morphology that favors the hole transport and the solar cell efficiency can be induced by annealing procedures and the choice of a high-boiling point processing solvent. Based on scanning near-field and polarization optical microscopy, the morphology of oligo-PQT-12 layers is found to be highly crystalline which explains the rather high field-effect mobility in this material as compared to low molecular weight polythiophene fractions. On the other hand, crystalline dislocations and grain boundaries are identified which clearly limit the charge carrier mobility in oligo-PQT-12 layers. The charge transport properties of organic semiconductors can be widely tuned by molecular doping. Indeed, molecular doping is a key to highly efficient organic light-emitting diodes and solar cells. Despite this vital role, it is still not understood how mobile charge carriers are induced into the bulk semiconductor upon the doping process. This thesis contains a detailed study of the doping mechanism and the electrical properties of P3HT layers which have been p-doped by the strong molecular acceptor tetrafluorotetracyanoquinodimethane, F4TCNQ. The density of doping-induced mobile holes, their mobility, and the electrical conductivity are characterized in a broad range of acceptor concentrations. A long-standing debate on the nature of the charge transfer between P3HT and F4TCNQ is resolved by showing that almost every F4TCNQ acceptor undergoes a full-electron charge transfer with a P3HT site. However, only 5% of these charge transfer pairs can dissociate and induce a mobile hole into P3HT which contributes electrical conduction. Moreover, it is shown that the left-behind F4TCNQ ions broaden the density-of-states distribution for the doping-induced mobile holes, which is due to the longrange Coulomb attraction in the low-permittivity organic semiconductors. N2 - Organische Halbleiter kombinieren die molekulare Vielfalt und Anpassbarkeit, die mechanische Flexibilität und die preisgünstige Herstellung und Verarbeitung von Kunststoffen mit fundamentalen Halbleitereigenschaften wie Lichtabsorption und -emission und elektrischer Leitfähigkeit. Unlängst finden organische Leuchtdioden Anwendung in den Displays von TV-Geräten und Smartphones. Für die weitere Entwicklung und den Erfolg organischer Halbleiter ist das Verständnis derer physikalischer Grundlagen unabdingbar. Ein für viele Bauteile fundamentaler Prozess ist der Transport von Ladungsträgern in der organischen Schicht. Die Ladungstransporteigenschaften werden maßgeblich durch die Struktur dieser Schicht bestimmt, z.B. durch den Grad der molekularen Ordnung, die molekulare Verbindung von kristallinen Domänen und durch Defekte der molekularen Packung. Mittels optischer Spektroskopie werden in dieser Arbeit die temperatur-, molekulargewichts- und lösemittelabhängigen Struktureigenschaften poly- und oligothiophenbasierter Schichten untersucht. Dabei basiert die Analyse der Absorptionsspektren auf der Zerlegung in die spezifischen Anteile geordneten und ungeordneten Materials. Es wird gezeigt, dass sich hohe Ladungsträgerbeweglichkeiten dann erreichen lassen, wenn der Anteil der geordneten Bereiche und deren molekulare Verbindung in den Schichten möglichst hoch und die energetische Unordnung in diesen Bereichen möglichst klein ist. Der Ladungstransport in organischen Halbleitern kann außerdem gezielt beeinflusst werden, indem die Ladungsträgerdichte und die elektrische Leitfähigkeit durch molekulares Dotieren, d.h. durch das Einbringen von Elektronenakzeptoren oder -donatoren, eingestellt werden. Obwohl der Einsatz dotierter Schichten essentiell für effiziente Leuchtdioden und Solarzellen ist, ist der Mechanismus, der zur Erzeugung freier Ladungsträger im organischen Halbleiter führt, derzeit unverstanden. In dieser Arbeit wird der Ladungstransfer zwischen dem prototypischen Elektronendonator P3HT und dem Akzeptor F4TCNQ untersucht. Es wird gezeigt, dass, entgegen verbreiteter Vorstellungen, fast alle F4TCNQ-Akzeptoren einen ganzzahligen Ladungstransfer mit P3HT eingehen, aber nur 5% dieser Paare dissoziieren und einen beweglichen Ladungsträger erzeugen, der zur elektrischen Leitfähigkeit beiträgt. Weiterhin wird gezeigt, dass die zurückgelassenen F4TCNQ-Akzeptorionen Fallenzustände für die beweglichen Ladungsträger darstellen und so die Ladungsträgerbeweglichkeit in P3HT bei schwacher Dotierung absinkt. Die elektrischen Kenngrößen Ladungsträgerkonzentration, Beweglichkeit und Leitfähigkeit von F4TCNQ-dotierten P3HT-Schichten werden in dieser Arbeit erstmals in weiten Bereichen verschiedener Akzeptorkonzentrationen untersucht. KW - Polythiophen KW - organische Elektronik KW - molekulares Dotieren KW - organischer Halbleiter KW - Morphologie KW - polythiohene KW - organic electronics KW - molecular doping KW - organic semiconductor KW - morphology Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-69805 ER -