Leuchtdiode mit Lachs
DNA-Moleküle aus dem Fisch erhöhen die Leuchtkraft organischer LEDs
Ein dünner Film aus DNA-Molekülen lässt organische Leuchtdioden um bis zu dreißigmal heller erstrahlen. Das haben amerikanische Forscher in einem Experiment mit dem Erbgut von Lachsen herausgefunden. Wie sich herausstellte, erhöht die DNA-Schicht die Leitfähigkeit von Löchern und senkt gleichzeitig die von Elektronen herab. Somit vergrößert sich die Wahrscheinlichkeit, dass die beiden Ladungsträger bei Anlegen einer Spannung rekombinieren und somit Licht aussenden.
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Eines der größten Probleme bei der Herstellung organischer Leuchtdioden besteht darin, dass diese zumeist Elektronen viel besser leiten als positive Ladungsträger, so genannte Löcher. Wenn eine Spannung an die Diode angelegt wird, fließen Elektronen daher viel schneller an dem entgegen gerichteten Löcherstrom vorbei. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit, dass die beiden Ladungsträger durch Rekombination Licht aussenden, herabgesetzt.
Andrew Steckl und seine Kollegen von der Universität von Cincinnatti haben nun herausgefunden, dass die DNA Moleküle von Lachs eine überraschend hohe Leitfähigkeit für Löcher aufweisen und gleichzeitig keine besonders guten Elektronenleiter darstellen. In eine organische Leuchtdiode eingebaut, führte dies zu einer Erhöhung von deren Effizienz um einen Faktor 10, und auch die Helligkeit wurde um das Dreißigfache vergrößert.
Das größte Problem bei der Fabrikation der neuen Diode bestand Steckl zufolge darin, einen hinreichend dünnen Film aus DNA-Molekülen herzustellen. Dazu mussten die Forscher die Moleküle mit einer Seifenlösung vermischen, so dass die an sich wasserlöslichen Moleküle gut mit Alkohol gemischt werden konnten. Dies erleichterte die Verarbeitung in eine dünne Schicht.
Steckl betont, dass die DNA aus beim Lachsfang anfallenden Abfällen gewonnen werden kann. Er hofft daher, dass seine Methode zur Verbesserung organischer Leuchtdioden einmal industrielle Anwendungen finden wird.
Applied Physics Letters, Band 88, Artikel 171109
Stefan Maier
