Ein Team unter der Leitung von Prof. Nie Wanyi, Associate Professor für Physik, und Prof. Cai Daxian, Assistant Professor für Chemie und Bioingenieurwesen, hat kürzlich in *Nature Communications* Forschungsergebnisse veröffentlicht, die die erfolgreiche Entwicklung eines neuartigen chiralen Halbleitermaterials zeigen. Durch die chemische Kombination eines chiralen Perowskit-Halbleiters mit dem organischen Dotierungsmolekül F4TCNQ erreicht das Material eine hocheffiziente Absorption von sichtbarem Licht, während gleichzeitig die Fähigkeit zur Unterscheidung von links- und rechtszirkular polarisiertem Licht erhalten bleibt, was neue Möglichkeiten für die Optoelektronik eröffnet.

Chirale Moleküle haben die Eigenschaft, dass sie sich nicht mit ihrem Spiegelbild zur Deckung bringen lassen, ähnlich wie die linke und die rechte Hand. Viele biologische Moleküle, wie beispielsweise die DNA, weisen eine chirale Struktur auf. Im Bereich der Halbleiter können chirale Kristallstrukturen links- von rechtszirkular polarisiertem Licht unterscheiden, doch die meisten chiralen Halbleiter haben aufgrund ihrer großen Bandlücke eine schwache Reaktion auf sichtbares Licht, da sie hauptsächlich energiereiche ultraviolette Strahlung absorbieren. Das Team um Nie Wanyi gelang es, durch die Verbindung des chiralen Halbleiters mit F4TCNQ mittels eines Elektronentransfermechanismus einen Ladungstransferzustand in dem Material unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht zu erzeugen, wodurch sichtbares Licht effizient absorbiert wird. „Wir haben die chirale Eigenschaft erfolgreich auf das nicht-chirale Molekül übertragen“, erklärte Nie Wanyi. „Das resultierende Material behält die Trägheit des chiralen Halbleiters und erhält gleichzeitig die Fähigkeit, auf sichtbares Licht zu reagieren.“

Cai Daxian verglich diesen Prozess mit einem Assist im Basketballspiel: „Das chirale Molekül ist der Guard, das Dotierungsmolekül der Stürmer. Der Guard liest die Spielsituation und passt den Ball zum Stürmer, der dann den Korb macht.“ In den nächsten Schritten plant das Team, den physikalischen Mechanismus der Übertragung der chiralen Eigenschaften eingehend zu untersuchen, um die Materialeigenschaften weiter zu optimieren. Die Ergebnisse haben bereits das Interesse mehrerer Einrichtungen geweckt, darunter das Los Alamos National Laboratory und das Brookhaven National Laboratory. Mögliche Anwendungen umfassen Polarisationslichtsensoren, optische Kommunikationssysteme und Photokatalyse-Technologie.

Details zur Veröffentlichung: Autoren: Chen Guanlin et al., Titel: „Chiralität von Perowskiten durch Ladungstransferzustand auf molekulare Dotanden übertragen“, veröffentlicht in: *Nature Communications* (2026), Zeitschrift: *Nature Communications*