Nye borforbindelser til organiske lysemitterende dioder

Store fremskridt inden for organisk elektronik revolutionerer i øjeblikket tidligere siliciumdomineret halvlederteknologi. Skræddersyede organiske molekyler muliggør produktion af lette, mekanisk fleksible elektroniske komponenter, der er perfekt tilpasset individuelle applikationer. Kemikere ved Goethe-universitetet har nu udviklet en ny klasse af organiske selvlysende materialer gennem målrettet indførelse af boratomer i de molekylære strukturer. Forbindelserne beskrevet i fagtidsskriftet Angewandte Chemie har en intensiv blå fluorescens og er derfor af interesse til brug i organiske lysemitterende dioder (LED'er).

Kulstof i form af grafit leder den elektriske strøm på samme måde som et metal. Ud over, dens todimensionelle form, grafenlaget, har ekstremt attraktive optiske og elektroniske egenskaber. I grafen, hvis opdagere blev tildelt Nobelprisen i fysik i 2010, utallige benzenringe er smeltet sammen for at danne en bikagestruktur. Dele af denne struktur, såkaldte nanografener eller polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH'er), udgør et vigtigt grundlag for organisk elektronik.

"I lang tid, indsatsen var i vid udstrækning fokuseret på at påvirke egenskaberne af nanografener ved kemisk at manipulere deres kanter", ifølge prof. Matthias Wagner fra Institut for Uorganisk og Analytisk Kemi ved Goethe-Universitetet. "Imidlertid, i de seneste år, forskere har i stigende grad også været i stand til at modificere den indre struktur ved at indlejre fremmede atomer i kulstofnetværket. Det er her bor får afgørende betydning."

En sammenligning af de nye borholdige nanografener med de analoge borfrie kulbrinter bekræfter det faktum, at boratomerne har en afgørende indflydelse på to nøgleegenskaber ved en OLED-luminofor:fluorescensfarven skifter til det meget ønskelige blå spektralområde og kapaciteten at transportere elektroner er væsentligt forbedret. Til dato, der kunne kun gøres begrænset brug af det fulde potentiale af borholdige PAH'er, da de fleste af eksponenterne er følsomme over for luft og fugt. "Dette problem opstår ikke med vores materialer, hvilket er vigtigt med hensyn til praktiske anvendelser," forklarer Valentin Hertz, der syntetiserede forbindelserne inden for rammerne af hans doktorafhandling.

Hertz og Wagner forudser, at materialer som de grafenflager, de har udviklet, vil være særligt velegnede til brug i bærbare elektroniske enheder. Som filmvisning til fremtidige generationer af smartphones og tablets, selv store skærme kan rulles sammen eller foldes for at spare plads, når enhederne ikke er i brug.