Seit Anfang November ist Zhongbin Wu zu Gast am Institut für Angewandte Physik der TU Dresden: Mit einem Alexander von Humboldt-Stipendium (AvH) will der mehrfach preisgekrönte Nachwuchsforscher hier effiziente und stabile WOLEDs (weiße organische Leuchtdioden) mit rein fluoreszierendem Leuchtstoff entwickeln. Das Material könnte unstabile, ressourcenintensive WOLEDs auf Phosphorbasis ersetzen – und Geräten wie Displays oder Festkörperlichtquellen mit weniger Kosten ein ebenmäßigeres, reineres Licht verleihen. Und auch Transistoren hell leuchten lassen: „An der TU Dresden haben wir Transistoren schon so modifiziert, dass sie Licht abgeben“, erklärt Wus Gastgeber Professor Karl Leo. „Wenn Dr. Wu es schafft, Transistoren mit Dioden zu verheiraten, wäre das ein großer Erfolg.“

Zunächst will Wu die Effizienz von rein fluoreszierenden WOLEDs insgesamt erhöhen, außerdem den Verlust an Effizienz bei hohen Helligkeitsstufen verbessern. Den Schlüssel hierfür sieht er in Exzitonen, elektrisch neutrale Teilchen, die sich in Halbleitern bewegen und dabei Anregungsenergie transportieren. Hybride WOLEDs auf Fluor- und Phosphorbasis nutzen die Exzitonen schon zu annähernd 100 Prozent; rein fluoreszierende Dioden nutzen erst 25 Prozent. Neue thermisch aktivierte fluoreszierende Materialien (TADF) will Wu als Grundmaterial einsetzen, um die volle Exzitonen-Nutzung zu erreichen. „Das TADF ist der Wirt für die herkömmlichen fluoreszierenden Moleküle, die als Fremdatome, als Gäste in ihn eingebracht werden.“

In seinen Doktorstudien am Changchun Institute of Applied Chemistry in Nordost-China arbeitete Wu seine neuen Ideen zur TADF-Nutzung als Wirtsmaterial aus. Wus erste Schritte in Dresden sind nun, geeignete TADF- und konventionelle fluoreszierende Materialien zu suchen. „Am IAPP gibt es aus der Gruppe von Professor Sebastian Reineke eine große Auswahl. Zunächst werde ich viele Versuche unternehmen, um Wirts- und Fremdmaterialien zu finden, die gut miteinander harmonieren.“ Anschließend will Wu die Schichtfolge der Dioden optimieren. 

In Dresden erhofft Wu sich Begegnungen und Austausch mit vielen Experten der Halbleiterphysik, durch die vernetzte Struktur des Instituts und die enge Zusammenarbeit mit dem IAPP – Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials. Insbesondere die Zusammenarbeit mit Gastprofessor Karl Leo inspiriert den Stipendiaten: „Ich kann einige Ergebnisse meiner Doktorarbeit mit Professor Leos Forschung kombinieren. Er hat zu so vielen spannenden Themen gearbeitet.“ Bei ihm seine Forschung zur Entwicklung stabiler, effizienter Leuchtdioden zu führen sei sein „größter Traum“. 

„Seinem“ neuen Humboldt-Stipendiaten wünscht Gastprofessor Karl Leo interessante, publikationsträchtige Ergebnisse, und das dafür benötigte „Quäntchen Glück“: „Wir tun Dinge, die nie jemand getan hat – dafür ist immer etwas Glück nötig. Aber Zhongbin ist so gut vorbereitet, dass der Erfolg sich sicher einstellt.“

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Prof. Dr. Karl Leo