Fachwissen
Leuchtmaterial der Zukunft Am Paul Scherrer Institut (PSI) haben Forschende Einblicke in ein vielversprechendes Material für organische Leuchtdioden (OLEDs) erhalten. Die Substanz weist die idealen Voraussetzungen auf für einen Einsatz in grossflächigen Raumbeleuchtungen. Text: Paul Scherrer Institut, Dr. Brigitte Osterath
Die Verbindung ist ein gelblicher Feststoff.
Fernsehbildschirme mit diesen Materialien
abstrahlen, der Rest geht beispielsweise als
Löst man sie in einer Flüssigkeit oder
auf den Markt.
Schwingungsenergie verloren. Das Ziel der aktuellen Forschung ist es, ef-
bringt eine dünne Schicht davon auf einer Elektrode auf und legt dann einen elektri-
Kostengünstige, grossflächige
fizientere Materialien für kostengünstigere
schen Strom an, leuchtet sie intensiv grün.
Raumbeleuchtung
und umweltfreundlichere Displays und
Der Grund: Die Moleküle nehmen die ihnen
OLEDs machen zudem kostengünstige
grossflächige Beleuchtungen zu finden.
zugeführte Energie auf und strahlen sie in
grossflächige Raumbeleuchtungen mög-
Preisgünstige und gut verfügbare Metalle
Form von Licht nach und nach wieder ab.
lich. Allerdings muss man dafür zunächst
wie Kupfer versprechen hier Fortschritte.
Elektrolumineszenz heisst dieser Vorgang.
die passenden Materialien finden. Denn
Auf diesem Prinzip basieren Leuchtdioden.
viele für OLEDs infrage kommende Subs-
Unter die Lupe genommen
Die grün lumineszierende Substanz ist ein
tanzen enthalten teure Metalle wie Iridium,
Forschende haben jetzt die kupferhaltige
heisser Kandidat, um OLEDs herzustellen,
was ihre Anwendung in grossem Massstab
Verbindung CuPCP genauer untersucht. In
organische Leuchtdioden. Seit etwa drei
und auf ausgedehnten Flächen verhindert.
der Mitte der Moleküle sitzen jeweils vier
Jahren finden sich OLEDs beispielsweise in
Ohne solche Zusätze können die Materia-
Kupferatome, umgeben von Kohlenstoff-
den Displays von Smartphones. Inzwi-
lien aber nur einen kleinen Teil der ihnen
und Phosphoratomen. Kupfer ist ein relativ
schen kommen auch die ersten flexiblen
zugeführten Energie tatsächlich als Licht
günstiges Metall, und die Verbindung selbst lässt sich gut in grossen Mengen herstellen – ideale Voraussetzungen für einen grossflächigen Einsatz. «Wir wollten verstehen, wie der angeregte Zustand der Verbindung aussieht», sagt Grigory Smolentsev, Physiker in der Forschungsgruppe Operando-Spektroskopie.
Foto: Paul Scherrer Institut / Mahir Dzambegovic
Sprich: Wie verändert sich die Substanz, dabei beispielsweise die Struktur des Moleküls? Wie verteilt sich nach der Anregung die Ladung auf die einzelnen Atome? «Das verrät uns, wie hoch vermutlich die Energieverluste sind, die nicht als Licht frei werden», fügt Smolentsev hinzu, «und das zeigt uns, wie wir diese Verluste vielleicht minimieren können.» Mit zwei Grossforschungsanlagen am PSI – der Synchrotron-Lichtquelle Schweiz SLS und dem Freie-Elektronen-Röntgenlaser
■ Grigory Smolentsev vor dem SwissFEL.
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