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LED-Farben mit Halbleiterkristallen präzise definieren

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Wissenschaftler haben auf Nanoebene eine Möglichkeit gefunden, die Farbe einer LED präzise zu definieren. Vorteil: Ihre Möglichkeit ist preiswert und industrietauglich.

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Wissenschaftler können die Farbe einer LED präzise über die Größe von Halbleiter-Kristallen definieren.
Wissenschaftler können die Farbe einer LED präzise über die Größe von Halbleiter-Kristallen definieren.
(Bild: pixabay / CC0 )

Die Farbe einer LED lässt sich unter anderem über die Größe ihrer Halbleiter-Kristalle einstellen. Liegt die Größe im Bereich weniger Nanometer, kommen zudem Quanteneffekte zum Tragen. Wissenschaftler der LMU aus München haben zusammen mit Kollegen der Universität Linz eine Methode entwickelt, mit der sich aus dem preiswerten Mineraloxid Perowskit halbleitende Nanokristalle einer definierten Größe herstellen lassen.

Dabei sind die Kristalle sehr stabil, sodass die LEDs eine hohe Farbtreue besitzen. Zudem lässt sich der Halbleiter sehr gut in Druckverfahren einsetzen: beispielsweise bei der Herstellung von LEDs für Displays. Entscheidend für die Methode der Wissenschaftler ist eine wenige Nanometer dünne Schicht mit waffelartiger Struktur.

Die Mulden erinnern an winzige „Reaktionstöpfe“ und ihre Form und ihr Volumen bestimmen die endgültige Größe der wachsenden Nanokristalle. „Bestimmen konnten wir die Kristallgröße am besten mit feiner hochenergetischer Röntgenstrahlung am Deutschen Elektronen-Synchrotron in Hamburg“, berichtet der LMU-Forscher Dr. Bert Nickel vom Exzellenzcluster „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM).

Vor Umwelteinflüssen geschützt

Die Dünnschichten werden über ein preiswertes elektrochemisches Verfahren hergestellt und sind praktischerweise direkt Bestandteil der späteren LEDs. “Unsere nanostrukturierten Oxidschichten haben dabei den zusätzlichen Effekt, die Halbleiterkristalle vor Umwelteinflüssen wie Sauerstoff und Wasser zu schützen und erhöhen so die Lebensdauer” erklärt Dr. Martin Kaltenbrunner von der Universität Linz.

Als nächsten Schritt werden die Forscher versuchen, die Effizienz der Dioden weiter zu steigern sowie neue Anwendungsbereiche wie zum Beispiel in flexiblen Displays zu erschließen.

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