Photonik - die Physik des Lichts
Licht spielte in der Geschichte der Menschheit schon immer eine herausragende Rolle - von der Beherrschung des Feuers als bis zu den aktuell allgegenwärtigen Displays auf mobilen Geräten.
Historisch wurde die Ausbreitung von Lichtstrahlen im Wissenschaftsgebiet Optik untersucht. Die moderne Atom- und Quantenphysik des 20. Jh. lieferte fundamentale Erkenntnisse zur Natur des Lichts. Darauf basiert die Photonik bzw. Optoelektronik, also die Lehre von der Umwandlung von elektrischer Energie in Licht und umgekehrt. Viele Dinge, die uns heute das Leben erleichtern, wurden damit möglich: Leuchtdioden, LCD-und LED-Displays, Laser, Solarzellen, Digitalkameras und viele weitere.
Basis aller photonischen Technologien sind Halbleiter, das sind Materialien, deren elektrische Leitfähigkeit durch verschiedene Methoden gesteuert werden kann. Oft ist die Gewinnung dieser Stoffe auf Grund ihrer Seltenheit mit hohen Kosten und massiven Umweltschäden verbunden oder sie sind selbst giftig. Eine wichtige Herausforderung in der Photonik ist es somit, nachhaltige, umweltfreundliche und kostengünstige Halbleiter-Materialien zu finden.
Das Dresden Concept - Institute for Applied Physics and Photonics forscht vorrangig an organischen optoelektronischen Materialien und Bauelementen. Insbesondere werden hier organische Solarzellen und Photodetektoren, organische LED, organische Schaltkreise und organische Laser entwickelt und verbessert.
Die verbindende Klammer "organisch" bezieht sich auf die Verwendung von Halbleiter-Materialien aus der organischen Chemie oder Chemie der Kohlenwasserstoffe. Es gibt Millionen chemischer Verbindungen, die ressourcenschonend vor allem aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff hergestellt werden können und verschiedenste elektrische und optische Eigenschaften besitzen.
Durch thermische Verdampfung im Vakuum werden diese Materialien in dünnen Schichten im Nanometerbereich auf ein Substrat aufgedampft. Geeignete Kombinationen organischer Materialien ergeben Stapel von Schichten, die aus Strom Licht erzeugen (organische LED) oder umgekehrt aus Licht Strom produzieren (organische Solarzellen und Photodetektoren). Die fertigen Bauelemente sind hauchdünn (<1μm), mechanisch flexibel und sogar transparent!