Ein Team von Forschern hat eine Methode entwickelt, um bestimmte Seltenerdmetalle, die für ihr helles und stabiles Licht bekannt sind, durch elektrischen Strom zum Leuchten zu bringen.
Die Studie, an der Forscher der Heilongjiang-Universität, der Tsinghua-Universität und der National University of Singapore beteiligt waren, wurde in der aktuellen Ausgabe von „Nature“ veröffentlicht.
Seltenerd-Nanokristalle werden aufgrund ihrer reinen Farben und hohen Effizienz bereits in einigen Beleuchtungsanwendungen eingesetzt. Sie sind jedoch von Natur aus isolierend, sodass elektrischer Strom nur schwer durch sie hindurchfließen kann. Daher finden sie in modernen elektrisch betriebenen Geräten wie LEDs und OLEDs keine breite Anwendung.
„Es ist, als würde man versuchen, mit einem dicken Wintermantel zu rennen“, erklärt Han Sanyang, außerordentlicher Professor an der Tsinghua-Universität. „Die isolierenden Eigenschaften dieser Materialien erschweren es dem Strom, sie zu erreichen und zum Leuchten zu bringen.“
Um dieses Problem zu lösen, entwickelte das Team eine spezielle molekulare Beschichtung, die als „Energiewandlungsschicht“ fungiert. Diese Schicht umhüllt jeden Nanokristall, fängt elektrische Energie ein und leitet sie effizient an die darin enthaltenen Seltenerdelemente weiter, die dann Licht emittieren.
Dieser neue Ansatz ermöglicht es den Nanokristallen, mithilfe von Elektrizität einstellbare, hochreine Lichtfarben zu erzeugen, erklärt Han.
„Die Forschung eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten für diese Materialien, beispielsweise in der Gesundheitsüberwachung, bei nicht-invasiven Tests und sogar in der Pflanzenbeleuchtung“, fügt er hinzu.
Das Forschungsteam arbeitet nun an der Weiterentwicklung der Technologie, insbesondere für Anwendungen im Gesundheitswesen und im Infrarotbereich.
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