Forschung & Entwicklung

Photolumineszierende Flüssigkristalle auf Basis von Metallclustern

07.06.2010

Kombiniert man Flüssigkristalle (Mesogene) mit Metallclustern, erhält man Clustomesogene. Die neue Verbindungsklasse, die jetzt an den Universitäten von Rennes, Frankreich, und Bukarest, Rumänien, hergestellt wurden, leuchtet unter Bestrahlung intensiv im roten bis infraroten Bereich.

Moleküle in Flüssigkristallen liegen ausgerichtet und teilweise geordnet vor, sind aber recht beweglich und lassen sich über eine angelegte Spannung zwischen verschiedenen Zuständen schalten. Ebenfalls interessant für die Optoelektronik sind Metallcluster, Ansammlungen weniger Atome, die aufgrund ihrer Metall-Metall-Bindungen völlig andere elektronische, magnetische und optische Eigenschaften zeigen als makroskopische Metallpartikel. Bisher waren Flüssigkristalle mit Metall-Metall-Bindungen auf Spezies mit nur zwei miteinander verknüpften Metallatomen beschränkt.
Einem Team um Dr. Yann Molard und Dr. Stéphane Cordier gelang es nun, die Charakteristika beider Materialtypen in einer neuen Stoffklasse namens Clustomesogene zu vereinen, die oktaederförmige Metallcluster aus sechs Molybdänatomen enthält und in einer flüssigkristallinen Phase vorliegt. Zur Stabilisierung sind oberhalb der acht Flächen des Oktaeders acht Bromionen als Liganden koordiniert. An die sechs Ecken des Oktaeders knüpften die Forscher spezielle organische Liganden an: aromatische Ringe, an denen je drei lange Kohlenwasserstoff-Ketten hängen, deren Enden durch je zwei aromatische Ringe gebildet werden.
Das Material zeigt bei Anregung in einem breiten Wellenlängenbereich eine starke Lumineszenz vom roten bis ins nahinfrarote Spektrum. Die neue Verbindungsklasse erhielt im November 2009 in den USA das Patent 61/264888. Anwendungspotential wird bei roten Displays und Infrarot-Signalen gesehen.
[Y. Molard et al., Clustomesogens: Liquid Crystal Materials Containing Transition-Metal Clusters, Angewandte Chemie 2010, 122, No. 19, 3423–3427]

Photonik 3/2010

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• http://dx.doi.org/10.1002/ange...