Optoelektronik auf Grundlage neuartiger molekularer Verbindungen
Dünnschichtige Metalloxide sind ein zunehmender Trend in der Elektronikindustrie, die darum bemüht ist, kleinere, leichtgewichtigere und leistungsstärkere Bauteile herzustellen. Die Oxide werden so aufgebracht, dass das Kristallwachstum organisiert verläuft. Der aktuellste Trend ist die Nutzung von Metalloxid-Nanostrukturen und ihre vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten auf unterschiedlichen Gebieten wie bei Sensoren, Batterien, Solarzellen und in der Energiespeicherung. Europäische Forscher bildeten ein Konsortium, das sich aus führenden Wissenschaftlern aus den Bereichen der supramolekularen (Anordnungen von zwei oder mehr Molekülen) Photochemie, der Wissenschaft für nanostrukturierte anorganische Materialien und der Physik für optoelektronische Bauteile zusammensetzte. Ihr Ziel bestand darin, neue supramolekulare Bauteile zur Integration in nanokristalline Metalloxid-Elektroden zu entwickeln. Durch das EU-finanzierte Projekt "Nanocrystalline heterosupermolecular materials for optoelectronic applications" (Heteromolmat) arbeitete das Konsortium an der Entwicklung von drei innovativen heterosupramolekularen (zwei oder mehr verschiedene Moleküle) Bauteilen: Hybrid-Leuchtdioden (HyLEDs), lichtgekoppelte chemische Sensoren und Geräte zur Nahinfrarot-Umwandlung von Licht zu Energie. HyLEDs mit Metalloxiden bringen im Gegensatz zu serienmäßigen LEDs und rein organischen LEDs zahlreiche Vorteile mit sich. Die Metalloxid-Technologie umfasst viele technische Vorteile und ermöglicht des Weiteren eine kostengünstige Massenproduktion. HyLEDs sind effizienter und sollten eine attraktive Alternative zu organischen LEDs darstellen. Die am Heteromolmat-Projekt beteiligten Wissenschaftler entwickelten und synthetisierten erfolgreich supramolekulare Strukturen, die spezifische toxische Substanzen wie Quecksilber in einer Probe "erkennen" können. Die Moleküle binden sich dank ihrer speziell integrierten Bindungsgruppen leicht an Metalloxid-Schichten. Die Wechselwirkung von Supramolekularstrukturen mit der toxischen Substanz hat die optischen Eigenschaften der Moleküle verändert. Daraus entstand ein lichtgekoppelter chemischer Sensor. Abschließend stellten die Forscher rekordverdächtige Nahinfrarot-Geräte zur Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie her, wobei sie sich auf die Synthese von neuartigen supramolekularen Nahinfrarot-Farbstoffen stützten. Angesichts der enormen Menge verfügbarer und der geringen Anzahl genutzter Energie ist der Sonnenenergie-Sektor bereit für eine Revolution Vielleicht wird diese Revolution durch die Heteromolmat-Technologie in Gang gesetzt. Das Heteromolmat-Konsortium konnte aufgrund des interdisziplinären Fachwissens bedeutende nanokristalline supramolekulare Halbleiter-Materialien entwickeln. Sie setzten diese Materialien mit großem Erfolg bei optoelektronischen Bauelementen einschließlich LEDs, Licht emittierenden chemischen Sensoren und Geräten zur Umwandlung von Licht in Energie ein. Aufgrund der kostengünstigen leicht skalierbaren Metalloxid-Halbleiter-Technologie sehen die Innovationen einer schnellen Vermarktung entgegen.
