Leuchtdiode aus nur einem Faden
Tieferes Verständnis der Wechselwirkung von Elektronen und Photonen und Fortschritt bei Molekular-Computern erhofft.
Ein Forscherteam des Instituts für Materialchemie und -physik hat in Zusammenarbeit mit der Universität Pierre und Marie Curie in Paris und der französischen Behörde für Atomenergie und alternative Energien (CEA) die erste Leuchtdiode entwickelt, die aus einem einzigen Faden besteht. Die Forscher nutzten für ihr Experiment einen Faden eines Polythiophens. Diese sehr leitfähige Verbindung, die aus Wasserstoff, Kohlenstoff und Schwefel besteht, wird zur Herstellung größerer kommerzieller LEDs genutzt.
Abb.: Künstlerische Darstellung des Polytiophene-Fadens zwischen der Spitze eines Rasterelektronenmikroskops und einer Goldoberfläche. (Bild: G. Schull, IPCMS)
Das eine Ende dieses Fadens wurde an der Spitze eines Rastertunnelmikroskops befestigt, das andere an einer Goldoberfläche. Fließt elektrischer Strom durch diesen Nanofaden, leuchtet er. Die Forscher maßen das abgestrahlte Licht und stellten fest, dass sich der Faden wie eine echte Leuchtdiode verhielt: Licht entstand nur, wenn sich die Elektronen von der Spitze des Mikroskops zur Goldoberfläche bewegten. War die Polarität umgekehrt, fiel die Lichterzeugung unerheblich aus.
Die Forscher konnten bestätigen, dass dieses Licht entsteht, wenn sich ein Elektron mit einem Loch auf dem Faden verband. Dadurch wird die Energie des Elektrons an ein Photon abgegeben. Auf 100.000 Elektronen, die durch den Faden fließen, kommt ein Licht emittierendes Photon. Die Wellenlänge des Lichts liegt im roten Bereich.
Die Ergebnisse dieses Experiments bilden eine Grundlage für weitere Untersuchungen physikalischer Phänomene, die auftreten, wenn leitende Materialien Licht emittieren. Ein nächster Schritt ist die Optimierung der Materialien, um die Leuchtkraft zu erhöhen.
Wiss. Fra. / PH
