Forschung & Entwicklung

Gerichtetes weißes Laserlicht

Neuartige Halbleiterverbindungen eignen sich dazu, gerichtetes weißes Licht zu erzeugen, wenn ihre Seitengruppen eine ausreichende Elektronendichte aufweisen.

Schon vor drei Jahren stellte das Team um Chemieprofessorin Stefanie Dehnen von der Philipps-Universität Marburg und Physiker Professor Sangam Chatterjee von der Justus-Liebig-Universität Gießen ein maßgeschneidertes Material vor, das die Vorzüge von weißen Leuchtdioden und Laser kombiniert: Wird die Verbindung mit einem handelsüblichen Infrarotlaser angeregt, so strahlt es räumlich gerichtetes weißes Licht aus. „Diese Lichtquelle könnte einmal in der Mikroskopie oder für medizinische Anwendungen eingesetzt werden“, sagt Chatterjee voraus.

Aber wie erzeugt das neue Material gebündeltes Weißlicht? Das Forscherteam untersuchte eine ganze Serie ähnlicher Substanzen, deren Kern aus Zinnatomen in Kombination mit Schwefel- oder Selenatomen besteht; an die Zinnatome sind organische Seitengruppen geknüpft. „Wir verfolgen das Ziel, die Bibliothek der verwendbaren Stoffe massiv auszuweiten und diese zu untersuchen“, erklärt Dehnen. Die Forschergruppe erzeugte neun Verbindungen desselben Typs. Mit einer Ausnahme eignen sich alle Verbindungen dazu, gerichtetes Weißlicht zu erzeugen – bei dieser Ausnahme handelt es sich um eine kristalline Verbindung.

Die Entstehung des Weißlichts mithilfe der nicht kristallinen Substanzen sei hingegen nach wie vor nicht geklärt, sagt Dehnen. „Die neuen Einblicke helfen uns, zu verstehen, welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit gerichtetes Weißlicht entsteht. Wir widerlegen damit unter anderem unsere frühere Annahme, dass unbedingt eine aromatische Seitengruppe erforderlich sei.“ Unverzichtbar sei hingegen eine ausreichende Elektronendichte in diesem Substituenten, wie sie sich in einer einfachen ringförmigen Kohlenwasserstoffgruppe findet, erläutert Chatterjee.

von mn

Originalveröffentlichung:

[E. Dornsiepen et al., Controlling the White-Light Generation of [(RSn)4E6]: Effects of Substituent and Chalcogenide Variation, Angew. Chem. (2019), DOI: 10.1002/anie.201909981]

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