Materialforschung

Neues Rezept für LED 2.0

| Redakteur: Carina Schipper

Die neue Beschichtung der LED erzeuge ein wärmeres Licht, heißt es.
Die neue Beschichtung der LED erzeuge ein wärmeres Licht, heißt es. ()

In vielen Schlüsseltechnologien wie beispielsweise LED stecken sogenannte seltene Erden. Allerdings treiben die Metalle die Produktionskosten in die Höhe. Wissenschaftler der Rutgers University in Piscataway haben eine Möglichkeit entdeckt, bei der Herstellung von Weiß-LED auf seltene Erden zu verzichten.

Normalerweise erzeugen LED ein bläuliches Licht. Ein Gelblicht emittierender Leuchtstoff aus Yttrium-Aluminium-Granat, dotiert mit dem Element Cer, sorgen für die weiße Farbe der Leuchten. Jing Li und ihr Team an der Rutgers University haben eine hybride auf Phosphor basierende Technologie entwickelt, bei der in natürlicher Erde vorkommende Metalle mit organischen, leuchtenden Molekülen produziert werden, um so Leuchtmittel aus Phosphor herzustellen. In ersten Prototypen setzen sie aufgedampfte, dünne Schichten aus Cadmiumsulfid-Butyldiamin ein, die sie teilweise mit zusätzlichen Manganatomen dotierten. Mit diesen Phosphoren erreichten die Forscher eine Quantenausbeute von nahezu 100 %.

Je nach Struktur, Zusammensetzung und Dotierung der dünnen Schichten lässt sich das Emissionsspektrum im gelben Bereich über ein Feintuning der Bandlücken variieren, berichten die Wissenschaftler. Das ermöglicht LED, die in der Summe ein warmweißes Licht abstrahlen. „So wie beim Kochen braucht auch die Synthese ein 'Rezept'. Es ist nicht oft der Fall, dass man die Ausgangsmaterialien einfach zusammenmischen kann und das gewünschte Produkt erhält. Wir haben die Reaktionsbedingungen - die Temperatur und den Zusatz eines Lösungsmittels - optimiert und eine einfache Vorgangsweise entwickelt, um die Verbindung mit hohem Gewinn herzustellen“, erklärt Lis Kollege Zhichao Hu. Die Lichtqualität entspricht einer herkömmlichen Glühlampe. Allerdings bleibt vorerst noch die Frage nach der Lebensdauer der neuen Leuchten. Sollte sich das Verfahren etablieren, rechnet die Expertin mit 90 % weniger Produktionskosten im Vergleich zu heute verfügbaren Weißlicht-LED.

Bild: Bild: Windell Oskay, CC BY 2.0, flickr.com

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