Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Lichtquellen entwickelt - Perfekte Antennen: Wie ringförmige Moleküle OLEDs heller machen

30.09.2013
Ein Forscherteam der Universitäten Regensburg und Bonn hat mit Kollegen aus Utah (USA) neue molekulare Lichtquellen entwickelt, die die Form eines Wagenrads haben.

Die Wissenschaftler um Prof. Dr. John Lupton von der Universität Regensburg und Prof. Dr. Sigurd Höger von der Universität Bonn konnten zeigen, dass die Moleküle die Helligkeit von organischen Leuchtdioden (OLEDs) beeinflussen könnten. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ erschienen.


Rastertunnelmikroskop-Bild einzelner Wagenradmoleküle, mit überlagerter chemischer Struktur eines Moleküls. Bildnachweis: S. Jester/S. Höger (Universität Bonn)

Bei der Entwicklung von OLEDs wurde bislang oft auf herkömmliche organische Halbleiter auf Polymerbasis zurückgegriffen. Diese kettenförmigen Makromoleküle bestehen aus kleinen Untereinheiten, die Licht abgeben, wenn man elektrischen Strom hindurchleitet. Sie sind zudem leicht zu verarbeiten. Allerdings weisen sie auch den Nachteil auf, dass Licht nicht optimal aus den OLEDs abstrahlen kann. Denn die kettenförmigen Polymere verhalten sich wie Antennen. Genauso wie bei Radio, WLAN oder Walkie-Talkie gibt es dabei günstige und weniger günstige Ausrichtungen der Antenne. Man spricht hier von der Polarisation: Antennen strahlen elektromagnetische Wellen ab, die in einer bestimmten Richtung schwingen.

Mit der Entwicklung der Wagenrad-förmigen Moleküle ist es den Forschern nun gelungen, den Nachteil der Polarisation auszuschalten. Nicht nur das: Die „Chemie“ der Rad-Moleküle ist zudem identisch mit der „Chemie“ der kettenförmigen Polymere, womit auch die wesentlichen physikalischen Eigenschaften übereinstimmen. Die Rad-Moleküle eignen sich demnach genauso gut für die Herstellung von OLEDs wie die herkömmlichen kettenförmigen Polymere. Ein weiterer offensichtlicher Vorteil: Alle Moleküle haben die gleiche Form, Farbe oder Orientierung.

Da alle einzelnen Moleküle in jede beliebige Richtung abstrahlen können, bilden sie gewissermaßen perfekte Antennen. Das Licht jedes einzelnen Moleküls ist unpolarisiert; es gibt keine Vorzugsrichtung für die elektromagnetische Welle.

Werden die symmetrischen Moleküle nun angeregt, so bildet sich ein elektrischer Dipol. Das Prinzip ähnelt dem einer elektrischen Kompassnadel: Im Molekül werden räumliche positive und negative Ladungen getrennt. Die Dipole zeigen – wie eine Kompassnadel – in eine bestimmte Richtung, die nun allerdings zufällig vorgegeben ist, da die Moleküle symmetrisch sind. Dies führt dazu, dass die Dipole beliebig abwechselnd in alle Richtungen zeigen. Somit wird das abgestrahlte Licht unpolarisiert.

Für die Entwicklung von OLEDs haben die neuen Moleküle demnach wesentliche Vorteile. So kann mit den Wagenrad-Molekülen im Prinzip eine höhere Lichtausbeute erreicht werden, was sich unter anderem auch auf die Helligkeit der Lichtquellen auswirkt.

Das Projekt wurde von der VolkswagenStiftung gefördert.

Original-Titel der Publikation:
Fluctuating exciton localization in giant π-conjugated spoked-wheel macrocycles, Fachjournal “Nature Chemistry”, DOI: 10.1038/NCHEM.1758
Der Artikel im Netz unter:
www.nature.com/doifinder/10.1038/nchem.1758
Ansprechpartner für Medienvertreter:
Prof. Dr. John Lupton
Universität Regensburg
Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Tel.: 0941 943-2081
John.Lupton@ur.de
Prof. Dr. Sigurd Höger
Universität Bonn
Kekulé-Institut für Organische Chemie und Biochemie
Tel.: 0228 73-6127
hoeger@uni-bonn.de

Alexander Schlaak | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften