Energieeffiziente Leuchtdioden (LEDs) spielen in unserem täglichen Leben eine zentrale Rolle. Sie sind nicht nur das Beleuchtungsmittel der Wahl, sondern ermöglichen auch das problemlose Funktionieren vieler Sensoren, Anzeigen und Bildschirme. In unseren Handys kommt dabei zumeist eine besondere Spielart zum Einsatz, sogenannte "organische" LEDs (OLEDs), die auf leuchtenden Molekülen beruhen.
Spezifische Eigenschaften von OLEDs weiter zu verbessern war das zentrale Ziel einer Forschungskooperation der Joanneum Research Forschungsgesellschaft und der Universität Graz im FFG Projekt PlasmoLED. Dazu wurde untersucht, wie sowohl die Lichterzeugung in molekularen Schichten, als auch die Abstrahlung des Lichts durch Nanopartikel aus Aluminium gesteuert werden können. Als besondere Herausforderung sollte dabei der gesamte sichtbare Spektralbereich abgedeckt werden.
Dazu entwarf die Nanooptik Gruppe der Universität Graz geeignete Partikelformen, die sie dann mit nanolithographischen Methoden in regelmäßiger Anordnung fertigte. Der Projektpartner baute darauf die komplexe Schichtstruktur der OLED auf. Die optische Analyse ergab, dass die Nanopartikel einerseits tatsächlich zu einer signifikanten Erhöhung der Lichtausbeute führten. Andererseits konnte über die Nanopartikel der Farbton des Lichts eingestellt werden. Insbesondere wurde damit statt eines neutralen Weißtons ein dem Licht von Glühbirnen entsprechender „warmer“ Weißton erreicht. Zusammen mit der im Prinzip einfachen Fertigung könnte die Kontrolle der Farbeigenschaften von OLEDs durch Nanopartikel neue und effizientere Lichtquellen ermöglichen.
Die Arbeit erschien in der Septemberausgabe von Applied Physics A, wurde als Editor's Choice ausgezeichnet und für die Illustration der Titelseite der Zeitschrift ausgewählt.
M. Auer-Berger, V. Tretnak, C. Sommer, F.-P. Wenzel, J. R. Krenn, E. J. W. List-Kratochvil, Multipitched plasmonic nanoparticle grating for broadband light enhancement in white light-emitting organic diodes, Appl. Physics A 128, 751 (2022), https://doi.org/10.1007/s00339-022-05854-w
