Freie Radikale lassen OLEDs heller leuchten
Effizienz erreicht laut britischen Wissenschaftlern dank freier Elektronen beinahe 100 Prozent
(pte003/23.11.2018/06:10) – Die nächste Generation von Displays und
Leuchtmitteln auf der Basis von organischen Leuchtdioden (OLEDs) basiert
möglicherweise auf Halbleiter-Molekülen, die ein freies Elektron
besitzen. In der Chemie werden diese Moleküle Radikale genannt. Sie sind
besonders reaktionsfreudig. Emrys Evans und Richard Friend von der
Cambridge University http://cam.ac.uk haben die quantenmechanischen Spin-Eigenschaften der Moleküle genutzt,
um die Effektivitätsbegrenzungen zu überwinden, denen andere Materialien
unterworfen sind. Das Ergebnis ist eine nahezu 100-prozentige Umsetzung
der elektrischen Energie, mit der die OLEDs versorgt werden.
Ungeliebte Radikale
Im Allgemeinen sind Radikale nicht sonderlich beliebt, weil sie
zerstörerische Fähigkeiten haben. Sie lösen unter anderem Krebs aus. Bei
organischen Leuchtdioden sind sie dagegen ein Segen. Die ersten, die
die Briten vorgestellt haben, emittieren tiefrotes Licht. Evans staunt
selbst über das Ergebnis der Forschung. Eigentlich sollte es nicht
funktionieren. Dass es dennoch klappt, erklärt er damit, dass sie in
OLEDs mit "ungewöhnlicher Physik" operieren.
Wenn die Radikalen in eine Matrix eingebettet und von einem Laserstrahl
angeregt werden, emittieren sie ungewöhnlich viel Licht. Diese
Eigenschaft übertrugen die Forscher auf OLEDs. Hier werden die Radikalen
von Elektronen attackiert, die die Energieversorgung liefert. Diese
bringen die Elektronenbilanz in den Radikalen völlig durcheinander. Der
Effekt: Sie emittieren Licht mit hoher Intensität.
Organische Elektronik 2.0
Die künftige Materialforschung wird es ermöglichen, OLEDs auf der Basis
von Radikalen zu entwickeln, die blaues beziehungsweise grünes Licht
emittieren. De Forscher glauben, dass ihre Entwicklung auch andere
Bereiche der organischen Elektronik beeinflussen wird. Darunter sind
Bauteile zu verstehen, die nicht auf Silizium basieren, sondern auf
leitfähigen Kunststoffen.
Feng Li von der Jilin University http://global.jlu.edu.cn im chinesischen Changchun, der als Gast in Cambridge arbeitet und an
der Entwicklung beteiligt war, sagt: "Ich hoffe, dass wir bald weitere
Lösungen für die organische Elektronik präsentieren können, die auf
Radikalen basiert." Das würde unter anderem den immensen Stromverbrauch
der Informations- und Kommunikationstechnik drastisch reduzieren.