Forscher aus Deutschland und Südkorea haben kürzlich einen Durchbruch bei der Synthese organischer Farbstoffmoleküle erzielt. Sie entwickelten eine neue Methode, die es ermöglicht, bis zu 14 Perylendiimid-Einheiten präzise zu stapeln. Dies eröffnet neue Wege für die Anwendung in organischen Halbleitern und Nanolasern. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ veröffentlicht.
Frank Würthner, Professor für Organische Chemie II und Leiter des Zentrums für Nanosystemchemie an der Universität Würzburg, erklärt: „Mit unserer neuen Synthesemethode können wir sicherstellen, dass sich die Farbstoffmoleküle nicht unregelmäßig stapeln, sondern präzise zu sogenannten ‚Foldameren‘ falten – mit definierter Sequenz und räumlicher Anordnung.“
Die Forscher fanden heraus, dass die Leuchteffizienz signifikant ansteigt, wenn die Stapelhöhe der Farbstoffmoleküle auf vier bis sechs Einheiten erweitert wird. Leander Ernst, Doktorand und Erstautor der Studie, erläutert: „Im Bereich von vier bis sechs gestapelten Molekülen ist die Struktur so stabil, dass Multiexzitonenzustände im Zentrum dominieren, was zu einer deutlichen Erhöhung der Fluoreszenz-Quantenausbeute führt.“ Daten zeigen, dass die Leuchteffizienz bei zwei gestapelten Einheiten bei 47 % liegt, während eine Kette mit 14 Einheiten 75 % erreicht.
Dieser Durchbruch in der Stacked-Dye-Technologie bedeutet, dass zukünftige Komponenten, die gestapelte Farbstoffe verwenden, weniger Energie verbrauchen oder heller leuchten könnten. Dies bietet neue Ansätze für die Entwicklung organischer Halbleitermaterialien. Ein Forschungsverbund der Universität Würzburg arbeitet interdisziplinär an der Umsetzung dieser Grundlagenforschung in praktische Anwendungen. Die Forschungsergebnisse wurden vom Team von Professor Frank Würthner in Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Dongho Kim von der Yonsei University in Seoul erzielt.
Veröffentlichungsdetails: Autor: University of Würzburg; Titel: „A sudden surge in luminosity: Stacked dyes hint at brighter organic semiconductors“; veröffentlicht in: „Nature Chemistry“ (2026); Journal-Information: „Nature Chemistry“.
