DE102008035559A1 - Light or voltage source has one or more luminophores in combination with electro-conductive particles, where light is generated from light source by electrically stimulated luminescence of luminophores - Google Patents
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- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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Abstract
Description
Technisches Gebiet:Technical area:
Die Erfindung betrifft den Aufbau von Elektrolumineszenzquellen und gleichartigen Photovoltaikelementen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Verfahren zu deren Herstellung.The The invention relates to the construction of electroluminescent sources and similar photovoltaic elements according to the Preamble of claim 1 and method for their preparation.
Stand der Technik:State of the art:
Bekannt
sind aus vorwiegend anorganischen Halbleiterschichten aufgebaute
Lumineszenzleuchtmittel und vergleichbar aufgebaute Photovoltaikelemente
mit oder ohne integrierten Halbleiter-Quantenpunkten. Beispielsweise
in der älteren
Nachteilig bei dieser Technik sind die einerseits hohen Herstellkosten der reinen Schichten bzw. die verringerte Quantenausbeute bei geringerer Halbleiter-Qualität, die z. B. durch strahlungslose Rekombinationen an Gitterdefekten hervorgerufen wird. Sowie die schwierige Extraktion des Lichts aus dem hochbrechenden Halbleiterelement aufgrund von Totalreflektionen an der Grenzschicht zur Umgebung.adversely in this technique, on the one hand, high production costs of pure layers or the reduced quantum yield at lower Semiconductor quality, the z. B. by non-radiative recombination caused by lattice defects. As well as the difficult extraction of the light from the high refractive index semiconductor element due to Total reflections at the boundary layer to the environment.
Im
Stand der Technik sind auch Lumineszenzleuchtmittel bzw. entsprechende
Photovoltaikelemente, die aus vorwiegend organischen Halbleiterschichten
mit oder ohne integrierten Nanokristallen bestehen.
Von Nachteil bei diesen Lösungen sind die teilweise geringeren Wirkungsgrade bzw. Lichtausbeuten und die beschränkte Farbstabilität. OLEDs sind z. B. empfindlich gegenüber Verunreinigungen und bestimmte Emitterfarbstoffe altern schneller als andere. Es sind jedoch in der Regel keine Funktionselemente vorhanden, die diesen Veränderungen entgegensteuern könnten.From Disadvantage of these solutions are the partially lower Efficiencies or luminous efficiencies and the limited color stability. OLEDs are z. B. sensitive to contamination and certain emitter dyes age faster than others. It However, there are usually no functional elements that could counteract these changes.
Offenbart
sind auch Geräte zur Lichterzeugung wie in
Diese Geräte haben den Nachteil, dass die lumineszierenden organischen Moleküle mit den Elektroden nicht fest verbunden sind. Dies erschwert die Herstellung, weil z. B. der erforderliche Elektrodenabstand nicht zwangsläufig gewährleistet ist und bewirkt auch die Gefahr, dass sich Moleküle und Elektroden relativ zu einander verschieben. Dadurch kann aber die Lumineszenz gelöscht werden, wenn die Moleküle sich zu nahe an den Metallelektroden befinden. Auch kann durch die beschriebenen Elektroden die intrinsische Quantenausbeute der Moleküle nicht erhöht werden.These Devices have the disadvantage that the luminescent organic Molecules are not firmly attached to the electrodes. This complicates the production because z. B. the required electrode spacing is not is inevitably guaranteed and also works the danger of molecules and electrodes being relative to each other move. As a result, however, the luminescence can be deleted when the molecules are too close to the metal electrodes are located. Also, by the described electrodes, the intrinsic Quantum yield of the molecules can not be increased.
Weiterhin
kennt man auch anorganischen LEDs ähnliche Geräte,
die mit zusätzlichen Antennen versehen sind, um die Quantenausbeute
zu steigern (z. B.
Nachteile bei dieser Lösung sind das immer noch bestehende grundsätzliche Problem der Lichtextraktion aus dem Halbleiterkristall und die vergleichsweise hohen Herstellkosten bei konventionellen Herstellverfahren. Weiterhin ist das vorgestellte Konzept rel. wenig flexibel: Es ist nicht möglich z. B. einfach die Emittersubstanz (Si-Quantenpunkte) und zugehörige Antennen, die gemeinsam für eine bestimmte Emissionsfrequenz optimiert wurden, mit Emittersubstanz und Antennen anderer Wellenlängen zu mischen, weil die Antennen für den gesamten Halbleiterkristall ausgelegt sind. Die Herstellung von „mehrfarbigen” Emittern (z. B. für Weißlicht) ist somit erheblich erschwert. Außerdem besitzt die vorgestellte LED ein rel. großes Volumen, weil die Antennen nur die Verstärkung der strahlenden Zerfallsrate bewirken sollen. Das heißt, die Größe einer LED lässt sich weiter reduzieren, wenn zur el. Kontaktierung der Emittersubstanz keine separaten Funktionselemente erforderlich sind.disadvantage In this solution, these are still the basic ones Problem of light extraction from the semiconductor crystal and the comparatively high production costs in conventional manufacturing processes. Farther is the concept presented rel. not very flexible: it is not possible z. B. simply the emitter substance (Si quantum dots) and associated Antennas working together for a given emission frequency were optimized with emitter substance and antennas of other wavelengths to mix because the antennas for the entire semiconductor crystal are designed. The production of "multicolored" emitters (eg for white light) is thus considerably more difficult. In addition, the presented LED has a rel. great Volume, because the antennas only amplify the radiant To cause decay rate. That is, the size an LED can be further reduced, if for el. contacting the emitter substance no separate functional elements required are.
Schließlich
kennt man auch OLEDs mit in die Halbleiterschichten integrierten
metallischen Antennen, die mit el. isolierenden Abstandshaltern
umhüllt sind (
Diese Lösung hat aber den Nachteil, dass die Abstandshalter zwar den minimalen Abstand der Strahlungs-Emitter beschränken, den wirklichen Abstand aber nicht festlegen können. Es befindet sich also auch Emittersubstanz in erheblich größerer Entfernung von einer Antennenoberfläche in der OLED. Die Quantenausbeute nimmt bei zu großen Abständen aber wieder ab.These Solution has the disadvantage that the spacers indeed restrict the minimum distance of the radiation emitters, but can not set the real distance. It So is also emitter substance in much larger Distance from an antenna surface in the OLED. The Quantum yield decreases at too large intervals but again.
Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, dass die Ausrichtung der Emitterdipole (z. B. eines organischen Emittermoleküls) relativ zur Antennenoberfläche unbestimmt ist, d. h. der Emitterdipol sich in einer beliebigen Ausrichtung zur Antenne befinden kann. Aber nur bei senkrechter Ausrichtung des Emitterdipols kann die maximale Quantenausbeute erreicht werden. Ebenso ist es nicht möglich Emittersubstanz bestimmter Wellenlängen und zugehörige, für diese Emittersubstanz und Wellenlänge optimierte Antennen, effizient mit Emittern und Antennen anderer Wellenlängen zu mischen, weil die Emitter und Antennen nicht in einer Einheit kombiniert sind.One Another disadvantage arises from the fact that the orientation of the emitter dipoles (eg, an organic emitter molecule) relative to the antenna surface is undetermined, d. H. the emitter dipole itself in any Orientation to the antenna can be located. But only at vertical Alignment of the emitter dipole can be the maximum quantum efficiency be achieved. Likewise, it is not possible emitter substance certain wavelengths and associated, for this emitter substance and wavelength optimized antennas, efficient with emitters and antennas of other wavelengths to mix because the emitters and antennas are not in one unit combined.
Der allgemeine Stand der Technik erlaubt zudem in der Regel nicht die direkte Erzeugung von polarisierter Lichtstrahlung, so dass für Anwendungen bei welchen diese benötigt wird, die Lichtausbeute durch Polarisationsfilter reduziert wird. Die Lichtquellen oder Photovoltaikelemente des Stands der Technik lassen sich häufig auch nicht in integrierte Schaltungen von z. B. Mikrochips mit Abmessungen einbinden, die nur im Bereich der Strukturbreiten liegen.Of the In addition, the general state of the art usually does not allow the direct generation of polarized light radiation, allowing for Applications where this is needed, the light output is reduced by polarizing filter. The light sources or Photovoltaic elements of the prior art can be frequently not in integrated circuits of z. B. microchips with dimensions integrate, which lie only in the range of the structure widths.
Darstellung der Erfindung:Presentation of the invention:
Aufgabe der Erfindung ist es, die Lichtquellen bzw. Leuchtmittel oder Photovoltaikelemente bzw. Spannungsquellen darzustellen, bei welchen die vorgenannten Nachteile nicht bestehen, sondern die eine erhöhte Quantenausbeute aufweisen, auch wenn die intrinsische Ausbeute – z. B. wegen geringerer Halbleiterqualitäten – reduziert ist. Durch die erfindungsgemäßen Lichtquellen und Photovoltaikelemente werden Alterungserscheinungen und Farbveränderungen, wie sie z. B. bei OLEDs und PLEDs bekannt sind, erheblich reduziert, weil optische Antennen verminderte Wirkungsgrade der Emittersubstanzen ausgleichen und ihre vorzeitige Alterung verhindern können.task The invention is the light sources or lamps or photovoltaic elements or to represent voltage sources in which the aforementioned Disadvantages do not exist, but the increased quantum efficiency even if the intrinsic yield -. B. because of lower semiconductor qualities - reduced is. By the light sources according to the invention and photovoltaic elements become aging phenomena and color changes, as they are z. B. in OLEDs and PLEDs are known, significantly reduced, because Optical antennas reduced efficiencies of the emitter substances balance and prevent their premature aging.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein flexibles System zu präsentieren, bei dem einzelne Antennenemitter aus verschiedensten Emittersubstanzen mit zugehörigen optischen Antennen kombiniert werden. Dazu werden optische Antennen und die Emittersubstanz in einer exakt definierten Entfernung voneinander durch einem el. Kontakt verbunden. Damit können nicht nur halbleitende Emittersubstanzen, sondern z. B. auch Metallcluster oder Karbonnanoröhren mit den Antennen kombiniert werden, so dass diese Emitter auch an Wechselspannung betrieben werden können.A another task is to present a flexible system in the single antenna emitter of different emitter substances combined with associated optical antennas. To be optical antennas and the emitter substance in an exact defined distance from each other by an el. Contact connected. Not only semiconducting emitter substances, but z. As well as metal clusters or Karbon nanotubes be combined with the antennas, so that these emitters also on AC voltage can be operated.
Bestimmte Ausführungsvarianten dieser Erfindung erleichtern die Lichtauskopplung durch Lichterzeugung an der Oberfläche. Die Herstellung kann z. B. dabei durch Selbstorganisation der einzelnen Nano-Lichtquellen auf präparierten Substraten kostengünstiger als bei konventionellen Epitaxieverfahren erfolgen, weil einkristalline Schichten nicht erforderlich sind.Certain Embodiments of this invention facilitate light extraction by light generation at the surface. The production can z. B. thereby by self-organization of the individual nano-light sources on prepared substrates cheaper than in conventional epitaxial processes, because monocrystalline Layers are not required.
Zusätzlich kann die Größe der einzelnen Lichtquelle in dieser Erfindung minimal werden, weil der Stromtransport im Wesentlichen über die integrierten Antennenpartikel läuft und gleichzeitig die Lumineszenzlöschung vermieden wird, die durch el. Kontakte (insbesondere Metallkontakte) anderweitig erzeugt würde. Dadurch können z. B. Geräte realisiert werden, die bei einer Größe im mm-Bereich Millionen von individuell ansteuerbaren Antennenelementen besitzen, wenn sie – wie in bestimmten Ausführungsvarianten dargestellt – in Mikrochips integriert werden.additionally can the size of each light source in this Invention be minimal, because the current transport substantially over the integrated antenna particles runs and simultaneously the luminescence quenching is avoided by el. Contacts (especially metal contacts) would otherwise be generated. Thereby can z. B. devices are realized in the a size in the mm range millions of individually controllable Antenna elements possess, if - as in certain Variants shown - in microchips to get integrated.
Und schließlich sind Emitter und Empfänger realisierbar, die selektiv polarisiertes Licht erzeugen bzw. absorbieren. Dadurch und weil durch die Antennen angeregte Zustände in den Emittersubstanzen schneller zerfallen, eignen sie sich für Hochfrequenzanwendungen z. B. auch im Bereich der Quantenkryptographie.And finally emitters and receivers can be realized, generate or absorb the selectively polarized light. Thereby and because states excited by the antennas in the emitter substances Decay faster, they are suitable for high frequency applications z. B. also in the field of quantum cryptography.
Diese Aufgaben werden durch Lichtquellen oder Photovoltaikelemente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie der Ansprüche 32 und folgend gelöst. Ausgestaltungen und Abwandlungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.These Tasks are accompanied by light sources or photovoltaic elements the features of claim 1 and the claims 32 and solved below. Embodiments and modifications are the subject of the respective dependent claims.
Die Lichtquellen und Photovoltaikelemente der gegenständlichen Erfindung sind im Wesentlichen einander entsprechend aufgebaut, weshalb nachfolgend zur Abkürzung oft nur die Lichtquellen benannt sind, jedoch gleichwohl die Photovoltaikelemente bzw. Spannungsquellen gemeint sind.The Light sources and photovoltaic elements of the subject Invention are essentially constructed according to each other, which is why, for the sake of brevity, often only the light sources are named, but nevertheless the photovoltaic elements or voltage sources are meant.
Die Lichtquellen bestehen aus elektrisch leitfähigen Kontaktpartikeln, die einzeln oder paarweise mit lumineszierenden (bzw. für Photovoltaik) absorbierenden Elementen gekoppelt sind. Diese lumineszierenden/absorbierenden Elemente können unterschiedlichster Art sein und werden im Folgenden nur einfach Lumophor genannt. Die elektrisch leitfähigen Kontaktpartikel können einen metallischen Kern besitzen. Im metallischen Kern des Kontaktpartikels können durch den Lumophor oder durch einfallendes Licht Oberflächenplasmonen angeregt werden, welche die Quantenausbeute der Lichtquelle bzw. des Photovoltaikelements steigern können. Deshalb werden die Kontaktpartikel im Weiteren oft nur noch als Antennen bezeichnet, auch wenn sie in einzelnen Ausführungsfällen keine metallischen Kerne besitzen müssen.The Light sources consist of electrically conductive contact particles, individually or in pairs with luminescent (or for Photovoltaic) absorbing elements are coupled. These luminescent / absorbent Elements can and will be of different kinds in the following simply called Lumophor. The electrically conductive Contact particles can have a metallic core. In the metallic core of the contact particle can by the lumophore or by incident light surface plasmons be excited, which the quantum efficiency of the light source or of the photovoltaic element can increase. That's why the contact particles are often referred to as antennas, even if in individual cases none must possess metallic cores.
Um größere Leuchtmittel zu erzeugen wird eine Mehrzahl dieser Lichtquellen an elektrische Leiterbahnen bzw. Leiterschichten gekoppelt. Dies kann durch Ablagern (z. B. Sedimentieren aus einer Lösung) oder Aufwachsen (z. B. mittels PVD, CVD oder MOCDV) der einzelnen Lichtquellen oder ihrer Komponenten (den Antennen und Lumophoren) auf den Leiterschichten geschehen, so dass sie auf den Leiterschichten aufliegen. Oder es kann durch Immobilisieren auf Molekülen, die spezifische Ankergruppen für die einzelnen Lichtquellen bzw. ihre Komponenten besitzen und sich auf den Leiterbahnen befinden, geschehen. Auf die gleiche Weise können die Komponenten der Lichtquellen, also die Antennen und Lumophore, untereinander selbsttätig verknüpft werden.Around to produce larger bulbs is a plurality these light sources to electrical conductors or conductor layers coupled. This can be done by depositing (eg sedimentation from a Solution) or growth (eg using PVD, CVD or MOCDV) the individual light sources or their components (the antennas and lumophores) on the conductor layers so they open up rest on the conductor layers. Or it can be immobilized on molecules that have specific anchor groups for own the individual light sources or their components and themselves on the tracks are done. In the same way you can the components of the light sources, ie the antennas and lumophore, be linked with each other automatically.
Beispielsweise mittels der Methoden von [8] oder [18] können aus Nanopartikeln definiert Partikelketten erzeugt werden. Auf sphärischen Partikeln weisen die SAM-Schichten „Fehlstellen” bzw. Pole auf. Solche Methoden können verwendet werden, um „vorgefertigte” Antennenemitter herzustellen, die dann später auf z. B. einer Leiterschicht immobilisiert werden können. Es können z. B. ausgehend von einem Nanokristall als Lumophor Trimere aus einem Lumophor und zwei Antennen erzeugt werden.For example by means of the methods of [8] or [18] can be prepared from nanoparticles defined particle chains are generated. On spherical Particles have the SAM layers "defects" or Pole on. Such methods can be used to "pre-made" antenna emitters produce, which then later on z. B. a conductor layer can be immobilized. It can z. B. starting from a nanocrystal as a lumophore trimer from a lumophore and two antennas are generated.
Die
Bausteine in dieser Erfindung können z. B. mittels der
Techniken der selbstorganisierenden Monolagen (=SAM) und funktionalisierter
molekularer Brücken zusammengefügt werden. Diese
Moleküle können organische Drähte (z.
B. konjugierte organische Polymere), biologische Materialien wie
DNA aber auch anorganische Moleküle (z. B. Polysilane)
sein. Weitere Beispiele an geeigneten Brückenmolekülen
finden sich z. B. in
Durch die Brückenmoleküle können
die lumineszierenden Materialien (z. B. Moleküle oder Nanokristalle)
mittels zwischenmolekularer Kräfte fixiert und ausgerichtet
werden. Die zwischenmolekularen Kräfte können
entweder aus einer chemischen Bindung oder einer physikalischen
Adhäsion zwischen dem Molekül und seiner Unterlage
entstehen. Dabei werden die Moleküle, die aus einer Ankergruppe,
einem verbindenden Molekülgerüst und einer funktionellen
Gruppe bestehen, durch die Ankergruppe auf dem Substrat fixiert.
Die funktionelle Gruppe kann z. B. eine weitere Ankergruppe für
ein zweites Substrat darstellen oder eine spezielle Oberflächeneigenschaft – wie
z. B. eine hydrophobe Oberfläche bei einer Methylgruppe – bewirken.
Das Molekülgerüst trennt die Ankergruppe und die
funktionelle Gruppe und stellt so einen definierten Abstand her.The building blocks in this invention may e.g. B. by the techniques of self-assembling monolayers (= SAM) and functionalized molecular bridges are joined together. These molecules may be organic wires (eg, conjugated organic polymers), biological materials such as DNA, but also inorganic molecules (eg, polysilanes). Further examples of suitable bridge molecules can be found, for. In
The bridging molecules allow the luminescent materials (eg, molecules or nanocrystals) to be fixed and aligned by means of intermolecular forces. The intermolecular forces can arise either from a chemical bond or a physical adhesion between the molecule and its substrate. In this case, the molecules, which consist of an anchor group, a connecting molecular skeleton and a functional group, are fixed by the anchor group on the substrate. The functional group may, for. B. represent another anchor group for a second substrate or a special surface property - such. B. a hydrophobic surface in a methyl group - cause. The molecular framework separates the anchor group and the functional group and thus establishes a defined distance.
Die funktionelle Gruppe kann z. B. die Lumophore binden in dem sie eine weitere Ankergruppe für den Lumophor besitzt, oder sie kann selbst lumineszierende Funktion besitzen. Folgende Anker- bzw. Endgruppen sind beispielsweise üblich, um die Moleküle bei der SAM auf den verschiedenen Unterlagen zu fixieren oder die Bausteine des Antennenemitters untereinander zu verbinden:
- – Silane, Silikate, Siloxane für Unterschichten aus Metalloxiden z. B. Al2O3, Glas, SiO2, Quarz, GaAs, Si3N4, GaN, AlN, Si
- – Phosphonsäuren für Oxide wie ITO, Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO, SnO2
- – Karbonsäuren für Metalloxide z. B. Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO, SnO2, Ag
- – Fettsäuren für Al2O3, AgO, Ag
- – Thiole für Au, Ag, Fe, Cu, CdS, CdSe, InAs, GaAs, Pt
- – Sulfide und Disulfide für Au, Ag, Cu, GaAs, AlGaAs
- – Amine für Pt
- – Methyl-, Carboxyl-, Hydroxyl-, Aminogruppen und viele
andere (siehe z. B.
WO03/041182
- - Silanes, silicates, siloxanes for sublayers of metal oxides z. Al2O3, glass, SiO2, quartz, GaAs, Si3N4, GaN, AlN, Si
- - Phosphonic acids for oxides such as ITO, Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO, SnO2
- - Carboxylic acids for metal oxides z. Al2O3, TiO2, ZrO2, SnO, SnO2, Ag
- - fatty acids for Al2O3, AgO, Ag
- Thiols for Au, Ag, Fe, Cu, CdS, CdSe, InAs, GaAs, Pt
- - sulfides and disulfides for Au, Ag, Cu, GaAs, AlGaAs
- - Amines for Pt
- Methyl, carboxyl, hydroxyl, amino and many others (see eg.
WO03 / 041182
Die
Verbindung des Brückenmoleküls zu anderen Komponenten,
wie dem Lumophor, kann durch eine beliebige chemische Reaktion erfolgen,
die eine Bindung erzeugt. Durch Schutzgruppen können Ankergruppen
vorübergehend inaktiviert werden, so dass z. B. eine Polymerisation
von Antennen oder Lumophoren vermieden werden kann (siehe auch siehe
z. B.
Die elektrische Leitfähigkeit der molekularen Brücke kann angepasst werden. Wenn der organische Rest der SAM-Moleküle z. B. aus einer Alkylgruppe mit C-C Einfachbindungen besteht, so ergibt sich ein guter Isolator, wegen der großen Energiedifferenz der σ und σ* Orbitale. Dieser kann auf kurze Distanz (ca. 1 nm) jedoch trotzdem durchtunnelt werden.The electrical conductivity of the molecular bridge can be customized. If the organic rest of the SAM molecules z. B. from an alkyl group with C-C single bonds, so The result is a good insulator, because of the large difference in energy the σ and σ * orbitals. This can be at short range (about 1 nm) but still durchtunnelt.
Werden aber statt dessen z. B. Moleküle mit C=C Doppelbindungen und aromatische Verbindungen verwendet (z. B. Benzolringe), so ergibt sich wegen der geringeren Energiedifferenz der π und π* Orbitale ein besserer el. Leiter. Es ergeben sich Moleküle, bei welchen sich Einfach- und Mehrfachbindungen abwechseln, und die deshalb als konjugiert bezeichnet werden. Entsprechende halbleitende Moleküle ohne Ankergruppen werden z. B. auch für OLEDs verwendet.Become but instead z. B. molecules with C = C double bonds and aromatic compounds (e.g., benzene rings) because of the lower energy difference of π and π * Orbital a better el. Leader. This results in molecules in which single and multiple bonds alternate, and which are therefore called conjugated. Corresponding semiconducting Molecules without anchor groups are z. B. also for OLEDs used.
Vergleichbar wie bei anorganischen Halbleitern werden die konjugierten Polymere gedopt, um ihre el. Leitfähigkeit zu verbessern. Das Dopen geschieht z. B. durch Oxidation (p-Dotierung mit z. B. NO2) oder Reduktion (n-Dotierung mit z. B. NH3 oder Metallen) des Polymers, um in der Polymerkette Ladungsverschiebungen zu erzeugen. Die Doperaten liegen bei rund 10 bis 30%, d. h., dass jede 10. bis dritte Monomereinheit oxidiert bzw. reduziert wird. Es kann auch zur Bildung von Charge-Transfer-Komplexen in den Brückenmolekülen bzw. den Verbindungen mit den z. B. metallischen Lumophorpartikeln kommen. Solche Charge-Transfer-Komplexe können wiederum zur Lichterzeugung unter Stromfluss bei den Ausführungsvarianten als Lichtquelle bzw. zur Lichtabsorption und Spannungserzeugung bei den Photovoltaikelementen führen.Comparable as with inorganic semiconductors, the conjugated polymers become doped to improve their electrical conductivity. The Dopen happens z. B. by oxidation (p-doping with eg., NO2) or Reduction (n-doping with, for example, NH 3 or metals) of the polymer, to generate charge displacements in the polymer chain. The Doperates are around 10 to 30%, ie. that is, every 10th to 3rd monomer unit oxidizes or reduced. It can also lead to the formation of charge-transfer complexes in the bridge molecules or the compounds with the z. B. metallic Lumophorpartikeln come. Such charge-transfer complexes in turn can contribute to light generation under current flow the embodiments as a light source or for light absorption and generate voltage in the photovoltaic elements.
SAM-Schichten
können ebenfalls durch Dopen nachträglich vom
einer isolierenden Form in die el. leitfähige gebracht
werden. Durch einen unsymmetrischen Aufbau lassen sich auch Moleküle
erzeugen, die als molekulare Dioden wirken können. Sie
bestehen normalerweise aus einem durch eine Barriere vom Donor getrennten
Akzeptor. Beispiele zu molekularen Dioden finden sich auch in z.
B.
Durch Variation der Kettenlänge der molekularen Brücke können die Abstände der verbundenen Komponenten (z. B. der Abstand Lumophor-Antenne) angepasst werden. Für erforderliche große Abstände können entweder längere Moleküle oder Multilagen (mehrere SAM Schichten übereinander) verwendet werden. Durch einen Austausch der Endgruppe können sich die Moleküle an verschiedene Substrate binden.By Variation of the chain length of the molecular bridge can the distances of the connected components (eg the distance lumophore antenna). For required large distances can either longer molecules or multilayers (multiple SAM Layers on top of each other). Through an exchange the end group, the molecules can be different Bind substrates.
Weil zur Verminderung des die Lumineszenz dämpfenden strahlungslosen Energietransfers vom Lumophor zur Metallantenne ein Mindestabstand des Lumophors zur Antenne von ca. 3 bis 10 nm einzuhalten ist, müssen die Moleküle relativ lang und gestreckt ausgerichtet auf der Antenne sitzen. Dazu müssen sich die Molekülketten durch gegenseitige Abstoßung stabilisieren. Reine Alkylketten können nur bis ca. 16 Kohlenstoffatomen (entspricht ca. 3,6 nm Länge) gestreckt auf einem Nanopartikel vorliegen, weil durch die radial zunehmenden Abstände der Moleküle voneinander die gegenseitigen Abstoßungskräfte abnehmen. Als Lösung für dieses Problem können:
- – Die Abstandshaltermoleküle auf Antenne und Lumophor verteilt werden, so dass sie jeweils nicht so lang sein müssen.
- – Die Molekülketten können durch geladene Seitengruppen zusätzliche gegenseitige Abstoßung erfahren. Aromatische bzw. konjugierte SAM-Moleküle (z. B. Oligophenyldithiole) besitzen außerdem ein steiferes „Rückgrat” als Alkan-Ketten. Dadurch lassen sich längere Abstände überbrücken.
- – Durch Polymerisation können die Moleküle sich auf der Antenne stabilisieren, dadurch dass Querverbindungen zwischen den Molekülen entstehen. Damit können auch erheblich dickere Schichten erzeugt werden.
- – Die Molekülschichten können durch dünne dielektrische Schichten oder dickere Halbleiterschichten um die Antennen ergänzt werden.
- – Die Molekülschichten können durch Halbleiterschichten und dicke dielektrische Schichten um die Antennen-Partikel ergänzt werden. Hierbei übernehmen die Halbleiterschichten dann den Stromtransport zum und vom Lumophor.
- - The spacer molecules are distributed to the antenna and lumophore, so they do not have to be so long.
- - The molecular chains can experience additional mutual repulsion by charged side groups. Aromatic or conjugated SAM molecules (eg, oligophenyl dithiols) also have a stiffer "backbone" than alkane chains. This allows longer distances to be bridged.
- - Through polymerization, the molecules can stabilize on the antenna, creating cross-links between the molecules. This also significantly thicker layers can be generated.
- The molecular layers can be supplemented by thin dielectric layers or thicker semiconductor layers around the antennas.
- The molecular layers can be supplemented by semiconductor layers and thick dielectric layers around the antenna particles. The semiconductor layers then take over the current transport to and from the lumophore.
Auf den Partikeln können auch z. B. durch einen nachfolgenden Ligandenaustausch gemischte Molekülhüllen aus verschiedenen Molekülen mit verschiedenen Ankergruppen erzeugt werden. Dadurch kann z. B. die Zahl der Anbindungen von Lumophoren begrenzt werden.On the particles can also z. B. by a subsequent Ligand exchange mixed molecular shells different molecules with different anchor groups be generated. As a result, z. B. the number of connections from Lumophores are limited.
Der Ablauf bei der „SAM” ist grob folgender:
- – Molekulare Brücken, die 2 Kopf- bzw. Ankergruppen aufweisen und in einem Lösungsmittel (z. B. Ethanol, Hexan etc.) gelöst sind, werden mit dem Lumophor (z. B. Nanokristall) bzw. den Antennen oder dem Emittersubstrat in Kontakt gebracht. Dazu kann z. B. das Substrat mit der Lösung betropft oder eingetaucht werden. Um Veränderungen der Partikel, des Substrats und der Moleküllösungen (z. B. Oxidation) zu vermeiden, müssen die Materialien in Schutzgas aufbewahrt und die Arbeiten ebenso unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.
- – Die Ankergruppen verbinden sich mit dem Substrat und den Partikeln oder Molekülen. Die Molekülketten ordnen sich später innerhalb einiger Stunden etwa parallel zueinander (auf ebenen Substraten) in einem bestimmten Winkel je nach Substrat und Brückenmolekül – z. B. bei Thiolaten auf Ag 0°, auf Au 30°- zur Oberflächennormalen des Substrats an. Die Moleküle sind so eng wie möglich (Abstand von rund 0,3 nm auf Ag und Au) angeordnet.
- – In weiteren Prozessschritten kann sich die zweite Ankergruppe mit einem weiteren Partikel verlinken usw.
- Molecular bridges having 2 head or anchor groups and dissolved in a solvent (eg, ethanol, hexane, etc.) contact the lumophore (eg, nanocrystal) or the antenna or emitter substrate brought. This can z. B. the substrate is dripped or dipped with the solution. In order to avoid changes in the particles, the substrate and the molecule solutions (eg oxidation), the materials must be stored in protective gas and the work also carried out under a protective gas atmosphere.
- - The anchor groups combine with the substrate and the particles or molecules. The molecular chains arrange later within a few hours approximately parallel to each other (on flat substrates) at a certain angle depending on the substrate and bridge molecule - z. B. in thiolates on Ag 0 °, Au to 30 ° - to the surface normal of the substrate. The molecules are arranged as close as possible (distance of about 0.3 nm to Ag and Au).
- - In further process steps, the second anchor group can link to another particle etc.
Außer rein linearen molekularen Brücken können z. B. zur automatischen Verbindung der Emitterbestandteile in einer Matrix trigonale, tetrahedrale usw. molekulare Brücken verwendet werden.Except purely linear molecular bridges can, for. B. for automatically connecting the emitter components in a matrix trigonal, tetrahedral, etc. molecular bridges become.
Um
eine größere Flexibilität, eine günstigere
elektronische Verbindung zwischen den Komponenten (Antenne, Leiterbahn,
Lumophor) oder unterschiedliche Oberflächeneigenschaften
bei gleichen Materialien zu erlangen, können die Komponenten
der Lichtquelle auch vor dem Verknüpfen mit zusätzlichen
Schichten beschichtet werden. Schichten zur Veränderung
der Oberflächeneigenschaften können aus dielektrischen,
metallischen, halbleitenden oder auch organischen Schichten (z.
B. einer SAM mit spezifischen Funktionsgruppen) bestehen. Beispielsweise
kann eine Antenne mit „Oberflächenmodifikationsschichten” aus
z. B. Silizium oder Kohlenstoff beschichtet werden, um statt einer
Thiol-Ankergruppe eine C-C oder C-Si Bindung des Brückenmoleküls
mit z. B. einer Gold-Antenne zu erreichen. Dies kann die elektrische
Kontaktbarriere reduzieren [5]. Oder es kann eine Antenne oder eine
Leiterbahn mit einer chemisch verschiedenen Oberfläche
ausgestattet werden, um zu erreichen, dass nur die Antenne mit dieser
Oberfläche sich an eine bestimmte Leiterbahn binden kann.
Um zu gewährleisten, dass ein Lumophor (z. B. eine molekulare
Diode) sich nur richtig herum gepolt an die Antennen bindet, können
ebenfalls spezifische Oberflächen genutzt werden. Es kann
z. B. zwischen einer Antenne
Die Antennen können – wie erwähnt – aus Metallen, Halbleitern oder Kombinationen bestehen. Die Beschichtung der Antennen kann auch einem verbesserten Korrosionsschutz dienen, die z. B. eine Oxidation des Metallkerns verhindert. Auch kann die Arbeitsfunktion der Antenne durch Beschichten mit Materialen, die eine niedrige oder höhere Austrittsarbeit aufweisen: z. B. Mg, Ca, verschiedene Halbleiter, ITO, BaO, CeB6 usw., optimiert werden.The Antennas can - as mentioned - off Metals, semiconductors or combinations exist. The coating the antennas can also serve improved corrosion protection, the z. B. prevents oxidation of the metal core. Also, the Working function of the antenna by coating with materials that have a have low or higher work function: z. Eg Mg, Ca, various semiconductors, ITO, BaO, CeB6, etc., can be optimized.
Durch
entsprechende Reaktionen können auf einer bereits aufgetragenen
SAM-Schicht weitere Schichten aufgebracht werden. Dabei entstehen
mehrere hochgeordnete Moleküllagen übereinander
(Multilagen). Dies kann zur selektiven Beschichtung von Oberflächen
verwendet werden. Bei einigen Ausführungsvarianten können
damit z. B. Zwischenräume zwischen Partikeln aufgefüllt
werden. Die SAM-Schichten können auch durch vielfältige
Verfahren (z. B. Mikrokontaktdrucken, Lithographie, Verfahren wie
in
Die lumineszierenden und absorbierenden Elemente (hier Lumophore betitelt) in dieser Erfindung können grundsätzlich alle Medien sein (Singulett- und Triplett-Emitter), die sich durch einen el. Stromfluß zur Lumineszenz anregen lassen bzw. die bei Lichtabsorption eine elektronische Anregung erfahren. Aufgrund der Wirkung der Antennen sind gerade auch Lumophore mit kleiner intrinsischer Quantenausbeute im Vorteil.The luminescent and absorbing elements (here called Lumophore) in this invention can basically be all media (singlet and triplet emitters) which can be stimulated to luminesce by current flow or which undergo electronic excitation upon light absorption. Due to the The effect of the antennas is especially advantageous for lumophore with low intrinsic quantum efficiency.
Es sind dies u. a.:
- – Moleküle,
die einen LUMO/HOMO Übergang besitzen, CT-Übergänge,
Donor-Akzeptor-Kombinationen:
• Donor-Akzeptor bzw.
Donor-Bridge-Akzeptor-Systeme in einzelnen Molekülen oder
in Übergängen (Beispiele: Donor-Bridge-Akzeptor-System
in einer molekularen Diode oder im Übergang zwischen einem
Brückenmolekül als Donor und einem daran gekoppelten
Akzeptor z. B. Fulleren- oder Halbleiterpartikel, oder zwischen
einem Donor-Partikel (z. B. Nanokristall) und einem z. B. daraufliegenden,
durch Liganden getrennten Antennenpartikel, oder einer p-Halbleiterschicht,
die auf eine mit Akzeptoren (z. B. C60) bedeckten Antenne beschichtet
wurde)
• Farbstoffmoleküle (z. B. Pyridine,
Oxazine, Rhodamine, Perylen und Rubren, Stilbene...), Halbleitermoleküle
(z. B. Polyfluorenderivate, Poly-(p-phenylenvinylen)-derivate (PPV),
Aluminium(III)-tris-(8-hydroxy-chinolinat) (Alq3), 4-(Dicyanomethylen)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran
(DCM), Spirobifluorenverbindungen, Polysilane usw.)
• Beispiele
aus
WO 03/041182 WO 99/21935 WO2004/026886 - – Quantenpunkte (Nanokristalle) und Komplexe aus mehreren
Quantenpunkten z. B.:
• Halbleiter-Quantenpunkte (weitere
Informationen zu verwendbaren Nanokristallen siehe z. B.
WO 2005/017951 US 6,207,229 - – Karbonnanoröhren. Sie zeigen z. B. eine geringe Lumineszenz-Quantenausbeute. Durch molekulare Linker können sie zwischen die Antennen gebracht werden. Antennen können ihre Quantenausbeute erhöhen.
- - Molecules possessing a LUMO / HOMO transition, CT transitions, donor-acceptor combinations: • Donor-acceptor or donor-bridge acceptor systems in single molecules or in transitions (examples: donor-bridge acceptor system in a molecular diode or in the transition between a bridging molecule as a donor and an acceptor coupled thereto, for example fullerene or semiconductor particles, or between a donor particle (eg nanocrystal) and a ligand-separated one, for example Antenna particles, or a p-type semiconductor layer, which has been coated on an antenna covered with acceptors (eg C60)) • dye molecules (eg pyridines, oxazines, rhodamines, perylene and rubrene, stilbenes ...), semiconductor molecules ( for example, polyfluorene derivatives, poly (p-phenylenevinylene) derivatives (PPV), aluminum (III) tris (8-hydroxyquinolinate) (Alq3), 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- ( p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM), spirobifluorene compounds, polysilanes, etc.) examples from
WO 03/041182 WO 99/21935 WO2004 / 026886 - - Quantum dots (nanocrystals) and complexes of several quantum dots z. For example: • Semiconductor quantum dots (for more information on usable nanocrystals, see, for example,
WO 2005/017951 US 6,207,229 - - Carbon nanotubes. They show z. B. a low luminescence quantum yield. Through molecular linkers they can be brought between the antennas. Antennas can increase their quantum efficiency.
Wenn der Lumophor durch Injektion von Elektronen in den LUMO bzw. das Leitungsband in den angeregten Zustand versetzt wurde, so kann es durch mehrere Umstände zu ungewollten nichtstrahlenden Rekombinationen kommen: indirekte Bandübergänge (z. B. wenn ein Si-Quantenpunkt verwendet wird), Auger-Rekombinationen, an Gitterfehlern und Verunreinigungen der Halbleitermaterialien der Quantenpunkte und Antennen – dies folgt z. B. aus den abweichenden Gitterkonstanten von Antennenkern und Umhüllung sowie durch Oberflächenrekombinationen an den Halbleiteroberflächen der Quantenpunkte und Antennen.If the lumophore by injection of electrons into the LUMO or the Conduction band has been put into the excited state, so it can by several circumstances to unwanted non-radiating Recombinations come: indirect band transitions (eg if a Si quantum dot is used), Auger recombinations, on lattice defects and impurities of the semiconductor materials the quantum dots and antennas - this follows z. B. from the deviating lattice constants of antenna core and cladding as well as surface recombinations on the semiconductor surfaces the quantum dots and antennas.
Die nichtstrahlenden Rekombinationen und Oberflächeneinflüsse auf den Lumophor und die Halbleiterschichten der Antennen können reduziert werden durch:
- – Passivierung bzw. Beschichtung der Oberflächen. Beschichtung mit z. B. einem Halbleiter oder mit einer Molekülhülle. Die Molekülhülle, die gleichzeitig der Fixierung und Spannungsversorgung dient, kann die freien Oberflächenzustände reduzieren.
- – Verwendung von optischen Antennen. Dadurch entstehen zusätzliche strahlende Zerfallskanäle und die strahlende Zerfallsrate wird erheblich gesteigert.
- - Passivation or coating of the surfaces. Coating with z. As a semiconductor or with a molecular shell. The molecular envelope, which simultaneously serves for fixation and voltage supply, can reduce the free surface states.
- - Use of optical antennas. This results in additional radiating decay channels and the radiating decay rate is significantly increased.
Neben den nichtstrahlenden Rekombinationen im Lumophor besteht auch noch das Problem der Löschung der Fluoreszenz. Die Antennen bestehen in der Mehrzahl der Ausführungsvarianten aus Metallen (z. B. Ag, Al, Au, Cu, Pd, Pt, Os). Weil der Lumophor sich nahe an der Metalloberfläche der Antenne befindet, kann es durch einen resonanten Energietransfer (siehe auch FRET) und Fluoreszenzlöschung zu einer Verringerung der Quantenausbeute des Lumophors kommen. Diese strahlungslose Dämpfung steigt mit abnehmenden Abständen zur Metalloberfläche sehr stark an. Der resonante Energietransfer sinkt mit Abstand^6 und ist deshalb nur für kleinste Abstände bedeutsam, die Fluoreszenzlöschung besitzt eine größere Reichweite bis etwa 5 nm von der Antenne.In addition to the non-radiative recombinations in the lumophore there is also the problem of quenching the fluorescence. In the majority of the embodiments, the antennas consist of metals (eg Ag, Al, Au, Cu, Pd, Pt, Os). Because the lumophore is close to the metal surface of the antenna, It can come by a resonant energy transfer (see also FRET) and fluorescence quenching to a reduction in the quantum yield of the lumophore. This radiationless damping increases very sharply with decreasing distances to the metal surface. The resonant energy transfer decreases with distance ^ 6 and is therefore important only for smallest distances, the fluorescence quenching has a longer range up to about 5 nm from the antenna.
Jedoch existiert auch ein gegenläufiger Effekt, der dadurch zustande kommt, dass die durch den Lumophor auf der Antenne angeregten Oberflächenplasmonen zusätzliche strahlende Zerfallskanäle für den Lumophor darstellen. Dadurch kann ein Lumophor beispielsweise statt einer nichtstrahlenden Oberflächenrekombination eine strahlende Rekombination über den Umweg der Oberflächenplasmonen erfahren, wodurch sich seine Quantenausbeute entsprechend erhöht. Dieser Vorteil wirkt sich besonders bei Lumophoren mit geringer intrinsischer Quantenausbeute aus, während im Gegensatz dazu Lumophore mit sehr hoher intrinsischer Ausbeute keine Verbesserung erfahren.however There is also an opposing effect, which results comes that the surface plasmons excited by the lumophore on the antenna additional radiating decay channels for represent the lumophore. This can be a lumophore, for example instead of a non-radiative surface recombination one radiative recombination via the detour of the surface plasmons experience, which increases its quantum efficiency accordingly. This advantage is particularly noticeable for lumophores with less intrinsic quantum yield, while in contrast to Lumophore with very high intrinsic yield no improvement Experienced.
Zusätzlich können die Elektronen in der Metallantenne durch einfallendes Licht zu resonanten Schwingungen angeregt werden, die wiederum eine feldverstärkende Wirkung auf den Lumophor ausüben. Dadurch kann die Effizienz bei der Ausführung als Spannungsquelle gesteigert werden.additionally can the electrons in the metal antenna by incident Light to be excited to resonant vibrations, which in turn a field-enhancing effect on the lumophore exert. This can increase the efficiency of the design as a voltage source be increased.
Die Wirkung der Antennen auf den Lumophor stellt also die Überlagerung von mehreren Effekten dar, wobei die Größe der einzelnen Effekte von der exakten Konstellation: Antennenmaterial, Abstand Antenne zu Lumophor, Ausrichtung des strahlenden Dipols des Lumophors zur Antennenoberfläche, Brechungsindex des umgebenden Dielektrikums, Antennenform und Emissionsfrequenz des Lumophors abhängen.The Effect of the antennas on the lumophore thus provides the superposition of several effects, the size of the individual effects of the exact constellation: antenna material, Distance antenna to lumophore, orientation of the radiating dipole of the lumophore to the antenna surface, refractive index of the surrounding Dielectric, antenna shape and emission frequency of the Lumophors depend.
Dadurch ergibt sich u. a., dass die Quanteneffizienz des Lumophors bei einer bestimmten Entfernung zur Antennenoberfläche maximal wird. Und dass die maximale Quanteneffizienz nur erreicht wird, wenn der Dipol des Lumophors senkrecht zur Antennenoberfläche schwingt. Deshalb fließt der el. Strom in dieser Erfindung im Wesentlichen über die Antennen durch den Lumophor. Je nach verwendetem Lumophor ist dadurch die Richtung des strahlenden Dipols mehr (z. B. Molekül mit Dipol in Stromrichtung) oder weniger (z. B. Halbleiternanokristall) festgelegt.Thereby results u. a., That the quantum efficiency of the Lumophors in a maximum distance to the antenna surface. And that maximum quantum efficiency is only achieved when the dipole of the lumophore oscillates perpendicular to the antenna surface. Therefore, the electric current flows substantially over in this invention the antennas through the lumophore. Depending on the lumophore used thereby the direction of the radiating dipole more (eg molecule with dipole in current direction) or less (eg semiconductor nanocrystal) established.
Ein
Einflussfaktor auf die Wirkung der Antenne ist also die Form und
Größe der Antenne:
Analog zu den im Mikro-
oder Radiowellenbereich verwendeten z. B. Dipolantennen können
vergleichbare Konstruktionen auch im optischen Bereich verwendet
werden. Im Radiobereich bei einer Dipolantenne gelten z. B. bestimmte
Regeln, nach welchen die Gesamtlänge der beiden Antennenschenkel
ein Vielfaches von λ/(2*nMedium)
sein soll, um die Antenne in Resonanz zu bringen.One influencing factor on the effect of the antenna is therefore the shape and size of the antenna:
Analogous to the micro or radio wave used z. B. dipole antennas comparable constructions can also be used in the optical field. In the radio range at a dipole antenna apply z. B. certain rules, according to which the total length of the two antenna legs a multiple of λ / (2 * n medium ) should be to bring the antenna in resonance.
Im optischen Wellenlängenbereich gelten zwar grundsätzlich gleiche Regeln, jedoch wirkt sich aufgrund der hohen Frequenzen des EM-Felds die Trägheit der Leitungselektronen aus. Die Länge der Antennenschenkel z. B. muss rel. zu λ/4 sehr stark verkürzt werden.in the Although the optical wavelength range applies in principle same rules, however, affects due to the high frequencies of the EM field, the inertia of the conduction electrons. The Length of the antenna leg z. For example, rel. to λ / 4 be shortened very much.
Auch die Form der Antenne ist für ihre Funktion von großer Bedeutung. Oft werden z. B. so genannte „bowtie” Antennen verwendet um die Fluoreszenz eines nahen Emitters zu steigern. Diese Antennen bestehen aus dreieckigen Antennenschenkeln, die sich mit einer Spitze gegenüberstehen, wobei die Feldverstärkung bei kleinerem Spitzenabstand stark zunimmt. Eine ähnliche Wirkung haben stabförmige oder elliptische Antennen, wenn sie dem Lumophor mit ihren spitzen Enden zugewandt sind. Auch hier können an den Spitzen höhere el. Feldstärken und Quantenausbeuten als z. B. bei sphärischen Antennen erreicht werden.Also the shape of the antenna is great for its function Importance. Often z. B. so-called "bowtie" antennas used to increase the fluorescence of a near emitter. These Antennas consist of triangular antenna legs, which are with face a peak, the field gain at smaller peak spacing increases sharply. A similar effect have rod-shaped or elliptical antennas, if they are the Lumophore are facing with their pointed ends. Again, you can at the tips higher el. field strengths and quantum yields as z. B. can be achieved in spherical antennas.
Wenn statt massiven Metall-Antennenkernen Hohlkugeln aus Metall um dielektrische Kerne verwendet werden, resultiert eine Rotverschiebung. Auch für längliche Antennen, sowie wenn zwei oder mehrere Antennenpartikel durch geringe Abstände gekoppelt werden, ergibt sich eine Rotverschiebung oder Blauverschiebung der Resonanzwellenlänge relativ zur einfachen Kugelantenne [3].If instead of solid metal antenna cores hollow spheres of metal around dielectric Cores used, results in a red shift. Also for elongated antennas, as well as if two or more antenna particles be coupled by small distances, resulting in a Redshift or blue shift of the resonance wavelength relative to the simple ball antenna [3].
Durch die Kopplung zweier Antennen mit Abständen im Bereich von 20 oder 40 nm kann die Resonanzfrequenz der gekoppelten Antennen bis ca. 60 nm ins Rote verschoben werden, wenn das elektrische Feld parallel zur Verbindungsachse der Antennen liegt [3]. Aus zwei einzelnen Antennen wird dann eine große Dipolantenne. Dies ist der Fall bei einem durch einen Lumophor gekoppelten Antennenpaar wie in dieser Erfindung. Für höchste Resonanzfrequenzen kann deshalb eines der beiden Metall-Antennenpartikel entfallen. Wenn – ebenfalls wie in dieser Erfindung – Antennen „Seite an Seite” stehen, d. h. das elektrische Feld senkrecht auf die Verbindungsachse der Antennen gerichtet ist, dann ergibt sich eine leichte Blauverschiebung der Resonanzfrequenz von etwa 15 nm. Dies ist der Fall z. B. bei nebeneinander liegenden Antennenpaaren, die auf Leiterbahnen immobilisiert wurden.By coupling two antennas with distances in the range of 20 or 40 nm, the resonance frequency of the coupled antennas can be shifted to about 60 nm into the red when the electric field is parallel to the connecting axis of the antennas [3]. Two individual antennas then become a large dipole antenna. This is the case with a lumophore paired antenna pair as in this invention. For highest resonance frequencies, therefore, one of the two metal antenna particles can be omitted. If - as in this invention - antennas are "side by side", ie the electric field is perpendicular to the connection axis of the antennas, then there is a slight blue shift of the resonance frequency of about 15 nm. This is the case for. B. in adjacent antenna pairs, the were immobilized on tracks.
Bei länglichen Antennen steigt die Resonanz-Wellenlänge z. B. bei abgeplatteten Antennen (kleine Halbachse 20 nm, Material Silber) von 650 nm bis ca. 1,2 μm, wenn die große Halbachse der Antenne von 130 auf 320 nm vergrößert wird [1]. Durch die Veränderung der Antennenform kann also die Resonanzfrequenz und die Antennenverstärkung angepasst werden.at elongated antennas, the resonance wavelength increases z. B. in flattened antennas (small half-axis 20 nm, material Silver) from 650 nm to about 1.2 μm, if the large one Semi-axis of the antenna from 130 to 320 nm enlarged becomes [1]. By changing the antenna shape so can the resonance frequency and the antenna gain are adjusted become.
Ein weiterer bedeutsamer Einflussfaktor auf die Antenne resultiert aus dem die Antenne umgebenden Dielektrikum. Höhere Dielektrizitätswerte bzw. Brechungsindizes des Umgebungsmaterials bewirken ebenfalls eine Rotverschiebung der Resonanzfrequenz und damit der Frequenz, bei welcher in etwa die maximale Antennenverstärkung erfolgt. Denn die durch die Antenne bewirkte Polarisierung des Dielektrikums wirkt der Elektronenschwingung in der Antenne entgegen, weil die el. Felder um die Antenne, die ein „Zurückfedern” der Elektronen bewirken wollen, durch das Dielektrikum geschwächt werden. Beispielsweise steigt die Wellenlänge der maximalen Polarisierbarkeit αeff (siehe Gleichung 1) einer einzelnen kugelförmigen Silber-Antenne, die einen Durchmesser von 50 nm besitzt, von ca. 300 nm in Luft (εr = 1), auf ca. 450 nm in Glas (εr = 2,25) und schließlich auf ca. 1020 nm in GaAs (εr = 13)Another significant factor influencing the antenna results from the dielectric surrounding the antenna. Higher dielectric values or refractive indices of the surrounding material likewise cause a redshift of the resonance frequency and thus of the frequency at which approximately the maximum antenna gain occurs. Because the polarization of the dielectric caused by the antenna counteracts the electron oscillation in the antenna, because the el. Fields around the antenna, which want to cause a "spring back" of the electrons, are weakened by the dielectric. For example, the wavelength of the maximum polarizability α eff (see Equation 1) of a single spherical silver antenna having a diameter of 50 nm increases from about 300 nm in air (ε r = 1) to about 450 nm in glass (ε r = 2.25) and finally to about 1020 nm in GaAs (ε r = 13)
Die effektive Polarisierbarkeit der einzelnen sphärischen Antenne in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ ist [3]: mit Polarisierbarkeit α in Abhängigkeit von Wellenlänge λ: und
- ε(λ)
- = komplexe Dielektrizitätszahl der Metallkerns der Antenne
- εm
- = Dielektrizitätszahl des umhüllenden Dielektrikums
- D
- = Durchmesser des kugelförmigen Metallkerns der Antenne
- ε (λ)
- = complex dielectric constant of the metal core of the antenna
- ε m
- = Dielectric constant of the enveloping dielectric
- D
- = Diameter of the spherical metal core of the antenna
Berechnungen und Optimierungen zu Antennen in verschiedenen dielektrischen Umgebungen können auch z. B. nach [1], [2], [16], [15] vorgenommen werden.calculations and optimizations to antennas in different dielectric environments can also z. For example, according to [1], [2], [16], [15] become.
Durch die Verwendung von Antennenumhüllungen mit verschiedenem Brechungsindex kann somit die Resonanzfrequenz der Antenne an die Erfordernisse angepasst werden. Die Antennen bestehen also z. B. aus einem Metallkern mit günstiger dielektrischer Funktion im Wellenlängenbereich des Emitters. Für viele Lumophore (z. B. Halbleiternanokristalle) ist es aber erforderlich, dass die elektrischen Zuleiter die Elektronen in den LUMO bzw. die Löcher in den HOMO des Lumophors injizieren können. Dazu können die Metall-Antennen mit organischen oder anorganischen Halbleitern kombiniert werden. Um trotz der el. leitenden Antennenumhüllung eine unerwünschte Rotverschiebung der Antennenresonanz zu verhindern, können mehrere verschiedene Wege gegangen werden:
- • Kleinere Metall-Antennenkerne (ab ca. 40 nm Durchmesser) können verwendet werden.
- • El. leitenden Schichten (z. B. organische Halbleiter) bzw. Brückenmoleküle mit einem rel. niedrigen Brechungsindex können benützt werden.
- • Wenn die el. leitenden Schichten um die Antennenkerne aus Materialien mit höherem Brechungsindex (z. B. anorganischen Halbleitern) bestehen, können diese durch dielektrische Zwischenschichten von der Metallantenne entkoppelt werden. Beispielsweise können ca. 3 bis ca. 60 nm SiO2, Al2O3, MgO, MgF2, KF usw. als eine niedrig brechende Zwischenschicht verwandt werden. Diese Schichten können dazu zusätzlich porös sein.
- • Smaller metal antenna cores (from approx. 40 nm diameter) can be used.
- • El. conductive layers (eg organic semiconductors) or bridge molecules with a rel. low refractive index can be used.
- If the electrically conductive layers around the antenna cores consist of materials of higher refractive index (eg inorganic semiconductors), these can be decoupled from the metal antenna by dielectric intermediate layers. For example, about 3 to about 60 nm SiO 2, Al 2 O 3, MgO, MgF 2, KF, etc., can be used as a low refractive interlayer. These layers can additionally be porous.
Eine Rotverschiebung bis in den IR-Bereich kann andererseits für die Ausführungsvarianten von Photovoltaikelementen, Photosensoren usw. auch vorteilhaft sein.A Redshift up to the IR range can on the other hand for the variants of photovoltaic elements, photosensors etc. also be beneficial.
Berechnung der sphärischen Antennen:Calculation of the spherical antennas:
Eine weitere Auslegung der Metallkerne von sphärischen Antennen kann nach [4] erfolgen. Es wird eine einzelne Antennenkugel in Luft betrachtet (εm wurde gleich 1 gesetzt). Der Dipol des Lumophors kann grundsätzlich in jeder Lage relativ zur Antenne schwingen. Die senkrechte sowie die tangentiale Orientierung zur Antennenoberfläche stellen die Extremfälle dar, wobei die senkrechte Ausrichtung von deutlichem Vorteil ist. Die Resonanzfrequenz der Oberflächenplasmonen (vgl. auch Gleichung 1) sollte relativ zur Emissionsfrequenz des Lumophors mehr im Blauen liegen, um eine Löschung der Lumineszenz zu vermeiden.A further design of the metal cores of spherical antennas can be done according to [4]. A single antenna ball in air is considered (ε m was set equal to 1). The dipole of the Lumophors can basically oscillate in any position relative to the antenna. The vertical as well as the tangential orientation to the antenna surface represent the extreme cases, the vertical orientation is of considerable advantage. The resonant frequency of the surface plasmons (see also equation 1) should be more in the blue relative to the emission frequency of the lumophore in order to avoid erasure of the luminescence.
Damit
ergibt sich bei nur einem Antennenpartikel nahe dem Lumophor folgende
Verstärkung Vs der strahlenden Zerfallsrate für
den Fall eines senkrecht zu Antenne strahlenden Lumophors:
Vs beschreibt auch gleichzeitig die Verstärkung der Anregung eines Lumophors bei den Ausführungsvarianten von Spannungsquellen und Photovoltaikelementen.vs also describes at the same time the amplification of the excitation a Lumophors in the variants of voltage sources and photovoltaic elements.
Auch wenn laut (3) eine beliebig große Antenne eine größere Verstärkung zu bewirken scheint, so ergibt sich im sichtbaren Wellenlängenbereich ein maximaler sinnvoller Durchmesser der Metallkugel von ca. 150 nm.Also if loud (3) an arbitrarily large antenna is a larger one Reinforcement seems to result in the visible Wavelength range a maximum reasonable diameter the metal sphere of about 150 nm.
Für
den tangentialen Fall ergibt sich für Vt dagegen:
Mit
- – Vs bzw. Vt = Verstärkung der strahlenden Zerfallsrate (relativ zur Situation ohne Antenne)
- – D = Durchmesser der kugelförmigen Antenne (nur Metallteil)
- – R = D/2
- – Z = Abstand des Lumophors zur Oberfläche des Metallkerns der Antenne
- – ε(ω) = Dielektrische Funktion des Metall-Antennenmaterials bei Kreisfrequenz ω des Emitters
- - Vs or Vt = amplification of the radiating decay rate (relative to the situation without antenna)
- - D = diameter of the spherical antenna (metal part only)
- - R = D / 2
- Z = distance of the lumophore to the surface of the metal core of the antenna
- - ε (ω) = Dielectric function of the metal antenna material at angular frequency ω of the emitter
Bei einem tangential liegenden Dipol ist die Verstärkung rel. geringer. Es kann zur Erhöhung der Quantenausbeute für Ausführungsvarianten mit z. B. Halbleiternanokristall-Lumophoren eine Umhüllung der Antenne mit einem Dielektrikum (z. B. mit Dielektrizitätszahl εm ca. 2 bis ca. 6,5) die Quantenausbeute erhöhen, weil dadurch auch Vt steigt. Dies ergibt sich daraus, dass der Term „(ε(ω) – 1)/(ε(ω) + 2)” in der Funktion für V eigentlich heißt „(ε(ω) – εm)/(ε(ω) + 2εm)”For a tangential dipole, the gain is rel. lower. It can be used to increase the quantum yield for design variants with z. B. Semiconductor nanocrystal lumophore an envelope of the antenna with a dielectric (eg, with a dielectric constant ε m about 2 to about 6.5) increase the quantum efficiency, because thereby Vt increases. This results from the fact that the term "(ε (ω) - 1) / (ε (ω) + 2)" in the function for V actually means "(ε (ω) - ε m ) / (ε (ω) + 2 m ) "
Jedoch
ergibt sich ferner, dass gleichzeitig das Ausmaß der Fluoreszenzlöschung
durch die wachsende Energietransferrate T zum nahe Metall mit sinkendem
Abstand zunimmt. Bei Ausrichtung des Dipols in Stromrichtung – senkrecht
zur Antenne – ergibt sich für die Energietransferrate
(folgend [4]):
Im
Fall eines tangential zur Antenne strahlenden Lumophors wird Tt:
Mit
- – ε(ω) = Dielektrische Funktion des Metall-Antennenmaterials bei Kreisfrequenz ω des Emitters
- – λ = Wellenlänge
- – c = Vakuumlichtgeschwindigkeit
- – Z = Abstand des Lumophors zur Oberfläche des Metallkerns der Antenne
- - ε (ω) = Dielectric function of the metal antenna material at angular frequency ω of the emitter
- - λ = wavelength
- C = vacuum light velocity
- Z = distance of the lumophore to the surface of the metal core of the antenna
T gibt den Teil der Verluste an, die dadurch entstehen, dass Teile der vom Lumophor abgegebene elektromagnetischen Energie in der Antenne schließlich in Wärme konvertiert werden. Es können im elektrisch kontaktieren Antennenemitter aber weitere Verluste u. a.: ohmsche Verluste in den molekularen Drähten, Energieflüsse zwischen dem Molekül und Elektron/Loch Anregungen in der Antenne usw. entstehen.T indicates the part of the losses that result from having parts the electromagnetic energy emitted by the lumophore in the antenna finally converted to heat. It can in the electrical contact antenna emitter but further losses u. a .: ohmic losses in the molecular wires, energy flows between the molecule and electron / hole suggestions in the Antenna, etc. arise.
Für
die Quantenausbeute des Systems mit einer Kugelantenne ergibt sich
[4]:
Mit
- – Q0 = intrinsische Quantenausbeute des Lumophors ohne einen störenden Einfluss (weit weg von metallischen Kontakten).
- – Qt = Quantenausbeute im tangentialen Fall
- – Qs = Quantenausbeute im radialen Fall
- - Q0 = intrinsic quantum efficiency of the lumophore without any interfering influence (far away from metallic contacts).
- - Qt = quantum yield in the tangential case
- - Qs = quantum efficiency in the radial case
Für andere Emissionsfrequenzen und Materialien des Emitters können die Abmessungen z. B. nach vorigen Formel optimiert werden.For other emission frequencies and materials of the emitter can the dimensions z. B. be optimized according to the previous formula.
Für ein Empfängerelement ist die durch die Antenne bewirkte el. Feldverstärkung bedeutsam. Die entsprechende Steigerung der Anregungsrate kann z. B. nach Formel 3 berechnet werden.For a receiver element is that caused by the antenna el. field enhancement significant. The corresponding increase the excitation rate can z. B. calculated according to formula 3.
Es reicht bereits eine Metall-Antenne aus, um die Quantenausbeute erheblich zu steigern. Deshalb kann auch auf eine der beiden Antennen verzichtet werden bzw. diese kann aus Halbleitern bestehen. Beispielsweise aus transparenten Oxiden und anderen Halbleitern (ZnO, GaN, organische Halbleiterschichten usw.). Oder sie kann aus mit Halbleitern beschichteten el. isolierenden Partikeln bestehen (z. B. SiO2-Kern mit beliebigem Halbleiter wie AlAs, ZnS, ZnO umhüllt). Jedoch kann die Emission erheblich weiter gesteigert werden, wenn der Lumophor zwischen zwei Metall-Antennenpartikeln liegt [6], [7].It Already a metal antenna is sufficient to significantly increase the quantum efficiency to increase. Therefore, you can also do without one of the two antennas or this may consist of semiconductors. For example from transparent oxides and other semiconductors (ZnO, GaN, organic Semiconductor layers, etc.). Or it may be coated with semiconductors Insulate insulating particles exist (eg SiO2 core with any Semiconductors such as AlAs, ZnS, ZnO). However, the Emission can be significantly increased if the lumophore between two metal antenna particles lies [6], [7].
Weitere Antennenformen:Other antenna types:
Mit
anderen Antennengeometrien kann die strahlende Zerfallsrate des
Emitters weiter optimiert werden. Ein einfache mögliche
Variante sind elliptische bzw. stabförmige Antennen:
Bei
länglichen Antennen überwiegt die Fluoreszenzverstärkung
relativ zur nichtstrahlenden Dämpfung schon bei minimalsten
Abständen des Lumophors zur Antenne. So erreicht die Quantenausbeute
von elliptischen Gold-Partikeln mit einem Länge zu Breite
Verhältnis von 6 bei einer Wellenlänge von 770
nm schon bei z. B. 3 nm Abstand ihr Maximum [9].With other antenna geometries, the radiative decay rate of the emitter can be further optimized. A simple possible variant are elliptical or rod-shaped antennas:
For elongated antennas, the fluorescence gain relative to the non-radiative attenuation outweighs even at minimum distances of the lumophore to the antenna. Thus, the quantum yield of elliptical gold particles with a length to width ratio of 6 at a wavelength of 770 nm already reaches z. B. 3 nm distance their maximum [9].
Es sind Länge zu Breite Verhältnisse von rund 1,5 bis 6 (und mehr) sinnvoll [9], [10].It are length to width ratios of around 1.5 to 6 (and more) useful [9], [10].
Dieses Längenverhältnis muss für unterschiedlichen Wellenlängen jeweils z. B. mittels „finite-difference time-domain” (FDTD)-Verfahren optimiert werden.This Aspect ratio must be for different Wavelengths z. B. by means of "finite-difference time-domain "(FDTD) method.
Übersicht über
einige mögliche Antennen-Geometrien – teilweise
nach [9]:
Aufgrund seiner dielektrischen Funktion ist Ag für kürzere Wellenlängen besser als Au geeignet. Es können wie bei den kugelförmigen Antennen auch unterschiedliche Antennenmaterialien für beide Antennen verwendet werden sowie die Antennen mit z. B. dielektrischen und Halbleiterschichten versehen werden.by virtue of its dielectric function is Ag for shorter Wavelengths better than Au suitable. It can as with the spherical antennas also different Antenna materials are used for both antennas as well as the antennas with z. B. dielectric and semiconductor layers be provided.
Kugelförmige, stabförmige, elliptische, pyramidale aber auch vieleckige Antennenformen sind möglich. Die Antennen können über „bottom up” Methoden wie nasschemischen Verfahren (siehe auch [11], [12], [13], [17]), Gasphasensynthese, chemische Dampf Kondensation usw. oder durch Zerkleinern von größeren Partikeln hergestellt werden. Auch Antennen mit Metallkernen und dielektrischen oder Halbleiterhüllen können auf dieselbe Weise erzeugt werden (siehe z. B. [20]). Die Erzeugung von Halbleiterschichten auf den Metallkernen oder einer dielektrischen Umhüllung der Antennen führt u. a. zu Fehlern in der Halbleiterschicht durch abweichende Gitterkonstanten und freie Oberflächenzustände. Zur Reduzierung der freien Oberflächenzustände kann eine Hülle aus Brücken-Molekülen beitragen. Noch besser aber kann sein, wenn zusätzlich die Halbleiterhüllen um die Antennen aus Kombinationen verschiedenartiger Halbleiter mit versetzter oder größerer Bandlücke bestehen. Beispielsweise kann die n-leitenden Antennenumhüllung außen und innen mit Halbleiterschichten bedeckt sein, die eine nach oben versetzte Bandlücke aufweisen, und die p-leitenden Antennenumhüllungen können umgekehrt mit Schichten kombiniert werden, die eine nach unten versetzte Bandlücke aufweisen.Spherical, rod-shaped, elliptical, pyramidal but also polygonal antenna shapes are possible. The antennas can be prepared by "bottom-up" methods such as wet-chemical methods (see also [11], [12], [13], [17]), gas-phase synthesis, chemical vapor condensation, etc. or by comminuting larger particles. Antennas with metal cores and dielectric or semiconductor cladding can also be produced in the same way (see, for example, [20]). The production of semiconductor layers on the metal Cores or a dielectric cladding of the antennas leads among other things to errors in the semiconductor layer due to deviating lattice constants and free surface states. To reduce the free surface states, a shell of bridging molecules can contribute. But it can be even better if, in addition, the semiconductor sheaths around the antennas consist of combinations of different types of semiconductor with an offset or larger band gap. For example, the n-type antenna envelope may be covered externally and internally with semiconductor layers having an upwardly-shifted bandgap, and the p-type antenna enclosures conversely may be combined with layers having a down-shifted bandgap.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Ausführungsbeispielen und Diagrammen erläutert.The The invention will be described below with reference to exemplary embodiments and diagrams explained.
Allgemeine Hinweise zu den dargestellten Figuren:
- • Gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Zeichnungen sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Einzelne Elemente (z. B. Molekülbrücken rel. zu Antennen) sind zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt.
- • Bei verschiedenen Ausführungsvarianten werden transparente el. Leiter benötigt. Diese können z. B. aus der Gruppe der leitfähigen Oxide ausgewählt werden. Beispielweise (Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid, Indiumtitanoxid usw.). Alternativ können aber auch sehr dünne Metallschichten (z. B. 2 nm Ag, Al, Au usw.) als transparente Elektroden verwandt werden.
- • Die in den Ausführungsvarianten erwähnten anorganischen Halbleiter für Leiterbahnen, Halbleiterschichten um Antennen und für Lumophore in Form von Nanokristallen können grundsätzlich Element- und Verbindungshalbleiter sein. Die Verbindungshalbleiter können binär, ternär oder aus noch mehr Komponenten zusammengesetzt sein. So kommen Verbindungshalbleiter mit Elementen der Gruppen IV, III, V, II und VI in Frage. Selbst indirekte Halbleiter können aufgrund der Wirkung der Antennen als Lumophor verwendet werden.
- • Die anorganischen Halbleiterschichten in den
14 bis22 und27 bis29 sind über ohmsche Kontakte mit metallischen Zuleitungen verbunden. Für nicht gepinnte Halbleiteroberflächen (ohne Oberflächenzustände) werden sie bei n-Halbleitern durch Metalle erzielt, deren Austrittsarbeit kleiner bzw. gleich groß der Elektronenaffinität des Halbleiters ist und umgekehrt für p-Halbleiter. Außerdem werden üblicherweise nicht einzelne Metalle, sondern Schichtsysteme verwendet, die u. a. gleichzeitig das Aufdotieren des Halbleitermaterials übernehmen oder z. B. als Diffusionsbarriere für Elemente wie Gold wirken. Die üblicherweise verwendeten Schichtsysteme sind z. B. für p-SiC Al und Al/Ti, für n-SiC Ni und Ni/Ti, bei n-GaAs Ni und Au/Ge-Au, bei n-GaN die Schichten Ti/Al/Ni/Au und so weiter. Bei den14 bis22 wird die Halbleiterschicht auf metallische Leiterbahnen aufgetragen, so dass die Schichten vor dem Beschichten der Halbleiterschichten aufgetragen werden müssen. Ähnliche Probleme, wie sie bei den Halbleiter-Metall-Kontakten existieren, entstehen auch an z. B. Heterokontakten zwischen einer Antenne, die mit einem bestimmten Halbleiter z. B. GaN beschichtet ist und einer Leiterbahn, die aus einem anderen Halbleiter z. B. Si, besteht. Wenn die SAM-Schicht an der Grenzfläche, z. B. die SAM, die Antennen und Leiterbahn verbindet, dünn (z. B. ca. 1 nm) und gleichzeitig el. isolierend ist, kann die Ladungsträgerverarmung im Kontakt verringert und damit der Kontakt verbessert werden.
- Equal or equivalent elements are given the same reference numbers in the figures. The drawings are not to be considered as true to scale. Individual elements (eg, molecular bridges relative to antennas) are exaggerated for clarity.
- • In various embodiments, transparent el. Conductors are required. These can be z. B. be selected from the group of conductive oxides. For example (indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, indium titanium oxide, etc.). Alternatively, however, very thin metal layers (eg 2 nm Ag, Al, Au, etc.) can also be used as transparent electrodes.
- The inorganic semiconductors mentioned in the variants for printed conductors, semiconductor layers around antennas and for lumophore in the form of nanocrystals can basically be elemental and compound semiconductors. The compound semiconductors may be binary, ternary or composed of even more components. Thus, compound semiconductors come with elements of groups IV, III, V, II and VI in question. Even indirect semiconductors can be used as lumophore due to the effect of the antennas.
- • The inorganic semiconductor layers in the
14 to22 and27 to29 are connected via ohmic contacts with metallic leads. For unpinned semiconductor surfaces (without surface states), in n-type semiconductors they are achieved by metals whose work function is less than or equal to the electron affinity of the semiconductor and vice versa for p-type semiconductors. In addition, usually not single metals, but layer systems are used, which, inter alia, at the same time take over the doping of the semiconductor material or z. B. act as a diffusion barrier for elements such as gold. The commonly used coating systems are z. For example, for p-SiC Al and Al / Ti, for n-SiC Ni and Ni / Ti, for n-GaAs Ni and Au / Ge-Au, for n-GaN the layers Ti / Al / Ni / Au and so on , Both14 to22 For example, the semiconductor layer is applied to metallic interconnects, so that the layers have to be applied before the semiconductor layers are coated. Similar problems, as they exist in the semiconductor-metal contacts, also arise at z. B. heterocontacts between an antenna that is connected to a particular semiconductor z. B. GaN is coated and a conductor, the z. Another semiconductor z. B. Si, consists. When the SAM layer at the interface, e.g. If, for example, the SAM, which connects the antennas and the interconnect, is thin (for example, about 1 nm) and at the same time is insulating, the charge carrier depletion in the contact can be reduced and thus the contact can be improved.
Übersicht über die Abbildungen:Overview of the pictures:
Detaillierte Beschreibung der Figuren:Detailed description of the figures:
In
Die
folgenden
- • Lithographische Erzeugung der Antennen,
die an el. Zuleitungen gekoppelt sind Darstellung siehe
19 ) und anschließend dann Herstellung der el. Verbindung dieser Antennen über Lumophore, die z. B. in Form von kolloidalen Halbleiter-Partikeln oder Halbleitermolekülen vorliegen. Dazu kann z. B. ein Tropfen mit in einem Lösungsmittel gelösten Lumophoren auf die Antennen aufgetragen und verdunstet werden. Die Moleküle können sich dabei richtig gepolt an den Antennen mit z. B. verschiedener Oberfläche verankern. - • Erzeugen der separaten Antennenpartikel und Lumophore z. B. durch chemische Synthese. Anschließend entweder Fertigung von kompletten Antennen, die z. B. aus einem einzelnen Antennenpartikel und angekoppelten Lumophoren bestehen. Die Lumophore und Antennenpartikel können hierbei durch molekulare Brücken miteinander verbunden werden. Es werden dazu z. B. Antennenpartikel in eine Lösung mit den Lumophoren gegeben, die sich dann selbsttätig auf den Antennen verankern. Oder es werden die Antennenpartikel und Lumophore erst bei der Herstellung des z. B. Emitters auf den Leiterbahnen vereint. Das kann wieder durch die Brückenmoleküle selbsttätig ablaufen oder die Partikel können z. B. mittels Sedimentation aus einer Lösung aufeinander und den Leiterbahnen abgeschieden werden.
- • Lithographic generation of the antennas, which are coupled to el. Supply lines. See illustration
19 ) and then then producing the el. connection of these antennas via lumophore, the z. B. in the form of colloidal semiconductor particles or semiconductor molecules. This can z. For example, a drop of dissolved in a solvent lumophores are applied to the antennas and evaporated. The molecules can be properly polarized at the antennas with z. B. different surface anchor. - • Generate the separate antenna particles and Lumophore z. B. by chemical synthesis. Then either production of complete antennas, the z. B. consist of a single antenna particle and coupled lumophore. The lumophore and antenna particles can be connected by molecular bridges. There are z. B. Antenna particles placed in a solution with the lumophores, which then anchor themselves on the antennas. Or it will be the antenna particles and Lumophore only in the production of z. B. emitters united on the tracks. This can happen again automatically by the bridge molecules or the particles can, for. B. by sedimentation from a solution to each other and the interconnects are deposited.
In
der
Es
besteht in dieser Variante u. a. aus einem Partikel
Der
Lumophor
Ein
Beispiel für die Wirkungsweise eines Antennenempfängers
A ist z. B. folgendes:
Bei Bestrahlung mit Licht im Bereich
der Resonanzwellenlänge der Antenne A und der Bandlücke
des Lumophors
When irradiated with light in the region of the resonance wavelength of the antenna A and the band gap of the lumophore
Zur
Erzeugung einer Potentialdifferenz zwischen den Antennen oder einer
ohmschen Anbindung der Brückenmoleküle kann die
Austrittsarbeit der Antennenpartikel
- • unterschiedliche Metalle
des Kerns (z. B.
101 = Ag,301 = Au oder101 = Al,301 = Au usw.) - • entsprechende Beschichtungen der Antennenpartikel
mit Materialien welche die geeignete Austrittsarbeit für
eine möglichst ohmsche Anbindung der Brückenmoleküle
besitzen (z. B.
101 ist Al beschichtet,301 ist mit Au beschichtet,101 besteht aus Ag,301 ist p-ZnO beschichtet usw.) oder - • durch Verwendung eines Metallkerns
101 in Verbindung mit einem massiven anorganischen Halbleiterpartikel301 (z. B. In2O3, ZnO, GaN, TiO2, SiC usw.).
- • different metals of the core (eg
101 = Ag,301 = Au or101 = Al,301 = Au, etc.) - Corresponding coatings of the antenna particles with materials which have the appropriate work function for a connection of the bridge molecules which is as non-ohmic as possible (eg.
101 Al is coated,301 is coated with Au,101 consists of Ag,301 p-ZnO is coated, etc.) or - • by using a metal core
101 in conjunction with a massive inorganic semiconductor particle301 (eg, In 2 O 3, ZnO, GaN, TiO 2, SiC, etc.).
Bei Beschichtung mit Metallen (z. B. Ag auf Au) wirkt sich dies natürlich auch auf die Oberflächenplasmonenresonanz aus, weil sich Oberflächenplasmonen nur bis einige nm unter die Oberfläche erstrecken.at Coating with metals (eg Ag on Au) naturally affects this also on the surface plasmon resonance, because itself Surface plasmons only up to a few nm below the surface extend.
Das
Antennenpartikel
In
Die
Kerne sind umgeben von dielektrischen Schichten
Auf
den dielektrischen Schichten befinden sich die halbleitenden Schichten
Die
Halbleiterschichten wiederum können von Oberflächenmodifikationsschichten
(nicht dargestellt) bedeckt sein, welche die gleiche Aufgabe wie
in
Zwischen
den Antennenpartikeln
Ein
möglicher Funktionsablauf ist:
Über eine
n-dotierte Leiterbahn (nicht dargestellt), die z. B. aus dem gleichen
Halbleitermaterial wie eine elektronenleitende Schicht
Via an n-doped conductor track (not shown), the z. B. from the same semiconductor material as an electron-conducting layer
Das
Antennenelement A in
Durch
einfallendes Licht werden im Antennenkern
By incident light in the antenna core
In
Ein
Funktionsablauf könnte hier sein: aus einer n-dotierten
Leiterbahn gelangen Elektronen in den n-dotierten Kern
In
Die
folgenden
Die Herstellung kann entweder dadurch erfolgen, dass zuerst die Leiterbahnen L1_Z/L2_Z und Isolationsschichten D auf ein einkristallines Halbleitersubstrat beschichtet werden, welches anschließend gewendet wird und auf ein z. B. Metall- oder Glassubstrat gebondet wird. Die Halbleiterbahnen L1 und L2 können dann durch Ätzen des oben liegenden Halbleitersubstrats erzeugt werden. Alternativ können auf ein Substrat zuerst die Leiterschichten L1_Z/L2_Z und als letztes die Leiterbahnen L1 und L2 beschichtet werden. Die Morphologie der Leiterbahnen kann dann polykristallin sein.The Production can be carried out either by first the conductor tracks L1_Z / L2_Z and insulating layers D coated on a single crystal semiconductor substrate which is subsequently turned and on z. B. metal or glass substrate is bonded. The semiconductors L1 and L2 can then be removed by etching the top one Semiconductor substrate can be generated. Alternatively, you can a substrate first, the conductor layers L1_Z / L2_Z and last the conductor tracks L1 and L2 are coated. The morphology of Conductor tracks can then be polycrystalline.
Die
Leiterbahnen L1 besitzen eine spezifische Oberfläche
Der fertige Emitter ist durch ein transparentes Dielektrikum D2, das z. B. durch Spinn-Coating aufgetragen wurde und aus Kunststoffen oder Gläsern bestehen kann, vor Umwelteinflüssen geschützt.Of the finished emitter is through a transparent dielectric D2, the z. B. was applied by spin coating and made of plastics or glasses can exist before environmental influences protected.
In
Auf
Leiterbahn L1 wird z. B. eine SAM S1 mit Ankergruppen für
die Leiterbahn
Die
Leiterbahnen sind wieder wie in den vorhergehenden Ausführungsvarianten
aufgebaut und an ihrer Oberseite mit einer Schicht
In
Im
Gegensatz zu den vorigen Ausführungsvarianten sind hier
auch die Partikel
In contrast to the previous embodiments, here are the particles
In
Die
folgenden
In
Die individuellen Antennen A können daher in diesem erfindungsgemäßen Emitter unterschiedliche Größen, Materialien, Lumophore usw. aufweisen. Die Lumophore können z. B. aus Halbleiternanokristallen bestehen. Ein möglicher Funktionsablauf kann sein: aus einer lochleitenden Polymerschicht HTL wandert ein Loch durch das Valenzband eines Lumophors in die ebenfalls lochleitende Antennenhülle und von dort in das Valenzband eines Lumophors, der an die elektronenleitende Schicht ETL angrenzt. Gleichzeitig gelangt eine Elektron aus der ETL-Schicht in das Leitungsband des Nanokristalls. Das entstandenen Exciton kann schließlich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit strahlend zerfallen. Der metallische Antennenkern kann die strahlende Zerfallrate dabei erhöhen.The individual antennas A can therefore in this invention Emitter different sizes, materials, Lumophore etc. have. The lumophore can z. B. off Semiconductor nanocrystals exist. A possible functional sequence can be: from a hole-conducting polymer layer HTL wanders a hole through the valence band of a lumophore into the likewise hole-conducting Antenna shell and from there into the valence band of a lumophore, which adjoins the electron-conducting layer ETL. simultaneously An electron from the ETL layer enters the conduction band of the Nanocrystal. The resulting exciton can finally with a certain probability radiant decay. The metallic one Antenna core can increase the radiative decay rate.
Der el. Strom soll im Wesentlichen über die Antenne fließen, anstatt dass es zu einem „Kurzschluß” zwischen der ETL und HTL-Schicht kommt. Dies wird erreicht durch:
- • eine lückenlose Schicht
aus Antennen A, so dass kein Kontakt HTL mit ETL möglich
ist (nicht dargestellt). Die Schichten
22_1 und22_2 können entfallen. - • Im Fall von Lücken zwischen den Antennen
durch die zusätzliche Verwendung einer el. isolierenden Schicht
22_2 .
- A gap-free layer of antennas A, so that no contact HTL with ETL is possible (not shown). The layers
22_1 and22_2 can be omitted. - • In the case of gaps between the antennas by the additional use of an el. Insulating layer
22_2 ,
Die
Schicht
Um
selektiv SAM-Schichten zwischen den Antennen abzuscheiden, besitzen
die HTL-Schicht bzw. die Schicht
Um
z. B. Al2O3-Schichten selektiv mittels MOCVD zwischen den Antennen
abzuscheiden, kann z. B. die Schicht
Eine
Funktion der Schicht
Der
allgemeine Aufbau des Emitter- bzw. das Photovoltaikelements in
Auf ein transparentes Substrat Sub (z. B. Gläser,
Kunststoffe) wurde eine transparente Anode An aus vorzugsweise transparenten
leitfähigen Oxiden (z. B. ITO) beschichtet. Alternativ
können einige nm dicke Goldschichten für transparente
Anoden verwendet werden. Auf diesen transparenten Oxiden befinden
sich optional eine Lochinjektionsschicht (z. B. Kupfer-phthalocyanin,
Polyanilin usw. nicht dargestellt).The general structure of the emitter or the photovoltaic element in
On a transparent substrate Sub (eg glasses, plastics) a transparent anode An of preferably transparent conductive oxides (eg ITO) was coated. Alternatively, a few nm thick gold layers can be used for transparent anodes. On these transparent oxides are optionally a hole injection layer (eg, copper phthalocyanine, polyaniline, etc. not shown).
Die
lochleitende Schicht HTL besteht aus p-dotierten konjugierten oder
aromatischen Polymeren (z. B. Poly-Phenylen-Vinylen-Derivate, Triarylamin-Derivate,
Poly(3,4-Ethylendioxythiophen), Polypyrrole usw.). Diese Schicht
kann auch aus mehreren verschiedenen Halbleiterschichten zusammengesetzt
sein, um die Anpassung an den Lumophor zu optimieren. Auf der HTL-Schicht
kann sich optional (nicht dargestellt) eine Elektronenblockierschicht
aus z. B. Poly(9-vinylcarbazol) oder Bathocuproin befinden. Darauf
liegt die optionale Schicht
Eine
alternative Ausführungsform des in
In
Auch
in
Der
Schichtaufbau bis zur Schicht
In
den
In
Natürlich sind neben den ausführlich beschriebenen Ausführungsvarianten noch zahlreiche weitere möglich. Beispielsweise können Antennen aus einem Edelmetall z. B. bereits auf einer Leiterschicht immobilisiert sein und die Lumophore in Form von Halbleiternanokristallen können durch einen dreidimensionalen Inselwachstums-Mode selektiv mit MOCVD direkt auf der Oberfläche der Antennen erzeugt werden. Kolloidale Nanopartikel und Kristalle können rel. einfach mittels SAM auf dem Substrat immobilisiert werden. Alternativ ist es in den Ausführungsvarianten aber auch möglich, die Antennen-Partikel direkt auf dem Substrat oder einer SAM-Schicht wachsen zu lassen. Beispielsweise können Nanorods über chemische Verfahren oder mittels PVD/CVD oder ähnlicher Verfahren direkt auf einem Substrat erzeugt werden.Naturally are in addition to the detailed variants described many more possible. For example, you can Antennas made of a precious metal z. B. already on a conductor layer be immobilized and the lumophore in the form of semiconductor nanocrystals can through a three-dimensional island growth mode selectively with MOCVD directly on the surface of the antennas be generated. Colloidal nanoparticles and crystals can rel. simply immobilized on the substrate by means of SAM. Alternatively, it is in the embodiments but also possible, the antenna particles directly on the substrate or to grow a SAM layer. For example, you can Nanorods via chemical processes or by PVD / CVD or similar processes directly on a substrate become.
Oder Antennenemitter bzw. Spannungsquellen können in molekularelektronische Anwendungen integriert werden. Emitter und Empfänger für polarisierte Strahlung können pixelweise verschiedene Polarisationsrichtungen erzeugen oder absorbieren, wenn die Ausrichtung der Antennen in den Pixeln entsprechend ist. Mit den Antennenemittern können Einphotonenquellen kostengünstig hergestellt werden usw.Or Antenna emitter or voltage sources can be in molecular electronic Applications are integrated. Emitter and receiver for polarized radiation can pixel by pixel different polarization directions generate or absorb when the orientation of the antennas in according to the pixels. With the antenna emitters can One-photon sources are manufactured inexpensively, etc.
Selbstverständlich können die beschriebenen Varianten also in vielfältiger Weise durch einen Fachmann modifiziert werden, ohne dass dies grundsätzlich außerhalb des Bereiches dieser Erfindung fällt.Of course So the variants described can be more diverse Be modified by a specialist, without this in principle falls outside the scope of this invention.
Verweise:references:
-
[1]
Hans Mertens, Controlling plasmon-enhanced luminescence, Thesis, Utrecht University 2007 Hans Mertens, Controlling plasmon-enhanced luminescence, Thesis, Utrecht University 2007 -
[2]
H. Mertens, A. Polman, Strong luminescence quantum efficiency enhancement near prolate metal nanoparticles: dipolar versus higher-order modes, Center for Nanophotonics Niederland, 2007 H. Mertens, A. Polman, Strong Luminescence quantum efficiency enhancement near prolate metal nanoparticles: dipolar versus higher-order modes, Center for Nanophotonics Netherlands, 2007 -
[3]
U. Hakanson, M. Agio, S. Kühn, L. Rogobete, T. Kalkbrenner and V. Sandoghdar, Coupling of plasmonic nanoparticles to their environments in the context of van der Waals-Casimir interactions, Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zurich, 8093 Zurich, Schweiz U. Hakanson, M. Agio, S. Kuhn, L. Rogobete, T. Kalkbrenner and V. Sandoghdar, Coupling of plasmonic nanoparticles to their environment in the context of van der Waals-Casimir interactions, Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zurich, 8093 Zurich, Switzerland -
[4]
Palash Bharadwaj and Lukas Novotny, Spectral dependence of single molecule fluorescence enhancement, OPTICS EXPRESS 14266, 17 October 2007/Vol. 15, No. 21 Palash Bharadwaj and Lukas Novotny, Spectral dependence of single molecule fluorescence enhancement, OPTICS EXPRESS 14266, 17 October 2007 / Vol. 15, no. 21 -
[5]
James R. Heath and Mark A. Ratner, Molecular Electronics, Physics Today, Mai 2003, Seite 46 James R. Heath and Mark A. Ratner, Molecular Electronics, Physics Today, May 2003, 46 -
[6]
Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007/Vol. 32, No. 12/OPTICS LETTERS Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007 / Vol. 32, no. 12 / OPTICS LETTERS -
[7]
Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jäckel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jackel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) -
[8]
Gretchen A. DeVries, Markus Brunnbauer, Ying Hu, Alicia M. Jackson, Brenda Long, Brian T. Neltner, Oktay Uzun, Benjamin H. Wunsch, Francesco Stellacci, Divalent Metal Nanoparticles, SCIENCE Vol 315 Seite 358 ff., 2007 Gretchen A. DeVries, Markus Brunnbauer, Ying Hu, Alicia M. Jackson, Brenda Long, Brian T. Neltner, Oktay Uzun, Benjamin H. Wunsch, Francesco Stellacci, Divalent Metal Nanoparticles, SCIENCE Vol 315 pp. 358 ff., 2007 -
[9]
Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007/Vol. 32, No. 12/OPTICS LETTERS Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007 / Vol. 32, no. 12 / OPTICS LETTERS -
[10]
Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jäckel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jackel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) -
[11]
Jorge Pérez-Juste, Isabel Pastoriza-Santos, Luis M. Liz-Marzán, Paul Mulvaney, Gold nanorods: Synthesis, characterization and applications, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 1870–1901 Jorge Pérez-Juste, Isabel Pastoriza-Santos, Luis M. Liz-Marzán, Paul Mulvaney, Gold nanorods: Synthesis, characterization and applications, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 1870-1901 -
[12]
Christina Debus, Elastische und inelastische Lichtstreuung an Edelmetall-Nanopartikeln und scharten Goldspitzen, Dissertation, Universität Siegen, 2004 Christina Debus, Elastic and Inelastic Light Scattering on Precious Metal Nanoparticles and Sharp Gold Tips, Dissertation, University of Siegen, 2004 -
[13]
Nikhil R. Jana, Latha Gearheart and Catherine J. Murphy, Wet chemical synthesis of silver nanorods and nanowires of controllable aspect ratio, Chem. Commun., 2001, 617–618 Nikhil R. Jana, Latha Gearheart and Catherine J. Murphy, Wet Chemical Synthesis of Silver Nanorods and Nanowires of Controllable Aspect Ratio, Chem. Commun., 2001, 617-618 -
[14]
Tae-Hee Lee, SILVER NANOCLUSTER SINGLE MOLECULE OPTOELECTRONICS AND ITS APPLICATIONS, Thesis, Georgia Institute of Technology Jan 2004 Tae-Hee Lee, SILVER NANOCLUSTER SINGLE MOLECULE OPTOELECTRONICS AND ITS APPLICATIONS, Thesis, Georgia Institute of Technology Jan 2004 -
[15]
Jason Vielma and P. T. Leung, Nonlocal optical effects on the fluorescence and decay rates for admolecules at a metallic nanoparticle, THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 126, 194704 (2007) Jason Vielma and PT Leung, Nonlocal optical effects on the fluorescence and decay rates for admolecules at a metallic nanoparticle, THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 126, 194704 (2007) -
[16]
H. Mertens, A. F. Koenderink, and A. Polman, Plasmon-enhanced luminescence near noble-metal nanospheres: Comparison of exact theory and an improved Gersten and Nitzan model, PHYSICAL REVIEW B 76, 115123 (2007) H. Mertens, AF Koenderink, and A. Polman, Plasmon-enhanced luminescence near noble-metal nanospheres: Comparison of Exact Theory and Improved Barley and Nitzan Model, PHYSICAL REVIEW B 76, 115123 (2007) -
[17]
Chang Chen, Li Wang, Guohua Jiang and Haojie Yu, CHEMICAL PREPARATION OF SPECIAL-SHAPED METAL NANOMATERIALS THROUGH ENCAPSULATION OR INDUCEMENT IN SOFT SOLUTION, Rev. Adv. Mater. Sci. 11 (2006) Seiten 1 bis 18 Chang Chen, Li Wang, Guohua Jiang and Haojie Yu, CHEMICAL PREPARATION OF SPECIAL-SHAPED METAL NANOMATERIALS THROUGH ENCAPSULATION OR INDUCEMENT IN SOFT SOLUTION, Rev. Adv. Sci. 11 (2006) pages 1 to 18 -
[18]
ZHIHONG NIE, DANIELE FAVA, EUGENIA KUMACHEVA, SHAN ZOU, GILBERT C. WALKER AND MICHAEL RUBINSTEIN, Self-assembly of metal-polymer analogues of amphiphilic triblock copolymers, nature materials, 2007; doi: 10.1038/nmat1954 ZHIHONG NIE, DANIELE FAVA, EUGENIA KUMACHEVA, SHAN ZOU, GILBERT C. WALKER AND MICHAEL RUBINSTEIN, Self-assembly of metal-polymer analogues of amphiphilic triblock copolymer, nature materials, 2007; doi: 10.1038 / nmat1954 -
[19]
Christian Krüger, Kolloidale Organisation auf lithographisch hergestellten Silanschichten: Neue Möglichkeiten der Strukturbildung auf Oberflächen, Dissertation, Johannes Gutenberg-Universität in Mainz, 2001 Christian Krüger, Colloidal organization on lithographically prepared silane layers: New possibilities of structure formation on surfaces, dissertation, Johannes Gutenberg University in Mainz, 2001 -
[20]
Johanna Jacobs Penninkhof, Tunable plasmon resonances in anisotropic metal nanostructures, Ph. D. Thesis Utrecht University, September 2006 Johanna Jacobs Penninkhof, Tunable plasmon resonances in anisotropic metal nanostructures, Ph. D. Thesis Utrecht University, September 2006 -
[21]
Joel van Embden, Jacek Jasieniak, Daniel E. Gómez, Paul Mulvaney, Michael Giersig, Reviewof the Synthetic Chemistry Involved in the Production of Core/Shell Semiconductor Nanocrystals, Aust. J. Chem. 2007, 60, 457–471 Joel van Embden, Jacek Jasieniak, Daniel E. Gomez, Paul Mulvaney, Michael Giersig, Review of the Synthetic Chemistry Involved in the Production of Core / Shell Semiconductor Nanocrystals, Aust. J. Chem. 2007, 60, 457-471 -
[22]
B.-C. Kang, D.-Y. Jung, R. A. Fischer, J.-H. Boo, Selective MOCVD of titanium Oxide and zirconium Oxide thin films using single molecular precursors on Si(100) substrates, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 (2008) 128–132 B.-C. Kang, D.-Y. Jung, RA Fischer, J.-H. Boo, Selective MOCVD of Titanium Oxide and Zirconium Oxide thin films using single molecular precursors on Si (100) substrates, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 (2008) 128-132 -
[23]
Carl-Christoph Winter, Chemische Dampfabscheidung von Gold, Kupfer und Aluminiumoxid auf Selbstorganisierten Monolagen, DISSERTATION, Ruhr-Universität Bochum, 2000 Carl-Christoph Winter, Chemical vapor deposition of gold, copper and aluminum oxide on self-assembled monolayers, DISSERTATION, Ruhr-Universität Bochum, 2000
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - GB 1499897 [0002] GB 1499897 [0002]
- - US 5382813 [0002] US 5382813 [0002]
- - US 2005/0214967 [0004] US 2005/0214967 [0004]
- - WO 2005/011013 [0004] WO 2005/011013 [0004]
- - WO 03/061026 [0004] WO 03/061026 [0004]
- - WO 99/16106 [0006] WO 99/16106 [0006]
- - WO 2005/031884 [0010] WO 2005/031884 [0010]
- - WO 2004/022714 [0024] WO 2004/022714 [0024]
- - US 6979544 [0024] US 6979544 [0024]
- - WO 02/020873 [0024] WO 02/020873 [0024]
- - WO 03/074510 [0024] WO 03/074510 [0024]
- - WO 2005/083435 [0024] WO 2005/083435 [0024]
- - DE 202005012142 [0024] - DE 202005012142 [0024]
- - WO 2006/093467 [0024] WO 2006/093467 [0024]
- - WO 03/041182 [0024, 0025, 0026, 0030, 0040] WO 03/041182 [0024, 0025, 0026, 0030, 0040]
- - WO 95/02251 [0024] WO 95/02251 [0024]
- - WO 03/033127 [0038] WO 03/033127 [0038]
- - WO 2004/005587 [0038] WO 2004/005587 [0038]
- - WO 99/21935 [0040] WO 99/21935 [0040]
- - WO 2004/026886 [0040] WO 2004/026886 [0040]
- - WO 2005/017951 [0040] WO 2005/017951 [0040]
- - US 6207229 [0040] - US 6207229 [0040]
- - WO 03/0411182 [0162] WO 03/0411182 [0162]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - J. S. Bitteen et al., „Plasmon-Enhanced Photoluminescence of Silicon Quantum Dots: Simulation and Experiment”, J. Phys. Chem. C 2007, 111, Seiten 13372 bis 13377 [0008] JS Pleaseen et al., "Plasmon-Enhanced Photoluminescence of Silicon Quantum Dots: Simulation and Experiment", J. Phys. Chem. C 2007, 111, pages 13372 to 13377 [0008]
- - Hans Mertens, Controlling plasmon-enhanced luminescence, Thesis, Utrecht University 2007 [0174] - Hans Mertens, Controlling plasmon-enhanced luminescence, Thesis, Utrecht University 2007 [0174]
- - H. Mertens, A. Polman, Strong luminescence quantum efficiency enhancement near prolate metal nanoparticles: dipolar versus higher-order modes, Center for Nanophotonics Niederland, 2007 [0174] - H. Mertens, A. Polman, Strong luminescence quantum efficiency enhancement near prolate metal nanoparticles: dipolar versus higher-order modes, Center for Nanophotonics Netherland, 2007 [0174]
- - U. Hakanson, M. Agio, S. Kühn, L. Rogobete, T. Kalkbrenner and V. Sandoghdar, Coupling of plasmonic nanoparticles to their environments in the context of van der Waals-Casimir interactions, Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zurich, 8093 Zurich, Schweiz [0174] U. Hakanson, M. Agio, S. Kuhn, L. Rogobete, T. Kalkbrenner and V. Sandoghdar, Coupling of plasmonic nanoparticles to their environment in the context of van der Waals-Casimir interactions, Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zurich , 8093 Zurich, Switzerland [0174]
- - Palash Bharadwaj and Lukas Novotny, Spectral dependence of single molecule fluorescence enhancement, OPTICS EXPRESS 14266, 17 October 2007/Vol. 15, No. 21 [0174] - Palash Bharadwaj and Lukas Novotny, Spectral dependence of single molecule fluorescence enhancement, OPTICS EXPRESS 14266, 17 October 2007 / Vol. 15, no. 21 [0174]
- - James R. Heath and Mark A. Ratner, Molecular Electronics, Physics Today, Mai 2003, Seite 46 [0174] - James R. Heath and Mark A. Ratner, Molecular Electronics, Physics Today, May 2003, page 46 [0174]
- - Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007/Vol. 32, No. 12/OPTICS LETTERS [0174] - Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007 / Vol. 32, no. 12 / OPTICS LETTERS [0174]
- - Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jäckel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) [0174] - Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jackel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) [0174]
- - Gretchen A. DeVries, Markus Brunnbauer, Ying Hu, Alicia M. Jackson, Brenda Long, Brian T. Neltner, Oktay Uzun, Benjamin H. Wunsch, Francesco Stellacci, Divalent Metal Nanoparticles, SCIENCE Vol 315 Seite 358 ff., 2007 [0174] - Gretchen A. DeVries, Markus Brunnbauer, Ying Hu, Alicia M. Jackson, Brenda Long, Brian T. Neltner, Oktay Uzun, Benjamin H. Wunsch, Francesco Stellacci, Divalent Metal Nanoparticles, SCIENCE Vol. 315 p. 358 ff., 2007 [ 0174]
- - Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007/Vol. 32, No. 12/OPTICS LETTERS [0174] - Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007 / Vol. 32, no. 12 / OPTICS LETTERS [0174]
- - Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jäckel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) [0174] - Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jackel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) [0174]
- - Jorge Pérez-Juste, Isabel Pastoriza-Santos, Luis M. Liz-Marzán, Paul Mulvaney, Gold nanorods: Synthesis, characterization and applications, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 1870–1901 [0174] - Jorge Pérez-Juste, Isabel Pastoriza-Santos, Luis M. Liz-Marzán, Paul Mulvaney, Gold nanorods: Synthesis, characterization and applications, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 1870-1901 [0174]
- - Christina Debus, Elastische und inelastische Lichtstreuung an Edelmetall-Nanopartikeln und scharten Goldspitzen, Dissertation, Universität Siegen, 2004 [0174] - Christina Debus, Elastic and Inelastic Light Scattering on Precious Metal Nanoparticles and Sharp Gold Tips, Dissertation, University of Siegen, 2004 [0174]
- - Nikhil R. Jana, Latha Gearheart and Catherine J. Murphy, Wet chemical synthesis of silver nanorods and nanowires of controllable aspect ratio, Chem. Commun., 2001, 617–618 [0174] Nikhil R. Jana, Latha Gearheart and Catherine J. Murphy, Wet Chemical Synthesis of Silver Nanorods and Nanowires of Controllable Aspect Ratio, Chem. Commun., 2001, 617-618 [0174]
- - Tae-Hee Lee, SILVER NANOCLUSTER SINGLE MOLECULE OPTOELECTRONICS AND ITS APPLICATIONS, Thesis, Georgia Institute of Technology Jan 2004 [0174] - Tae-Hee Lee, SILVER NANOCLUSTER SINGLE MOLECULE OPTOELECTRONICS AND ITS APPLICATIONS, Thesis, Georgia Institute of Technology Jan 2004 [0174]
- - Jason Vielma and P. T. Leung, Nonlocal optical effects on the fluorescence and decay rates for admolecules at a metallic nanoparticle, THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 126, 194704 (2007) [0174] - Jason Vielma and PT Leung, Nonlocal optical effects on the fluorescence and decay rates for admolecules at a metallic nanoparticle, THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 126, 194704 (2007) [0174]
- - H. Mertens, A. F. Koenderink, and A. Polman, Plasmon-enhanced luminescence near noble-metal nanospheres: Comparison of exact theory and an improved Gersten and Nitzan model, PHYSICAL REVIEW B 76, 115123 (2007) [0174] - H. Mertens, AF Koenderink, and A. Polman, plasmon-enhanced luminescence near noble-metal nanospheres: Comparison of exact theory and improved barley and Nitzan model, PHYSICAL REVIEW B 76, 115123 (2007) [0174]
- - Chang Chen, Li Wang, Guohua Jiang and Haojie Yu, CHEMICAL PREPARATION OF SPECIAL-SHAPED METAL NANOMATERIALS THROUGH ENCAPSULATION OR INDUCEMENT IN SOFT SOLUTION, Rev. Adv. Mater. Sci. 11 (2006) Seiten 1 bis 18 [0174] - Chang Chen, Li Wang, Guohua Jiang and Haojie Yu, CHEMICAL PREPARATION OF SPECIAL-SHAPED METAL NANOMATERIALS THROUGH ENCAPSULATION OR INDUCEMENT IN SOFT SOLUTION, Rev. Adv. Sci. 11 (2006) pages 1 to 18 [0174]
- - ZHIHONG NIE, DANIELE FAVA, EUGENIA KUMACHEVA, SHAN ZOU, GILBERT C. WALKER AND MICHAEL RUBINSTEIN, Self-assembly of metal-polymer analogues of amphiphilic triblock copolymers, nature materials, 2007; doi: 10.1038/nmat1954 [0174] ZHIHONG NIE, DANIELE FAVA, EUGENIA KUMACHEVA, SHAN ZOU, GILBERT C. WALKER AND MICHAEL RUBINSTEIN, Self-assembly of metal-polymer analogues of amphiphilic triblock copolymer, nature materials, 2007; doi: 10.1038 / nmat1954 [0174]
- - Christian Krüger, Kolloidale Organisation auf lithographisch hergestellten Silanschichten: Neue Möglichkeiten der Strukturbildung auf Oberflächen, Dissertation, Johannes Gutenberg-Universität in Mainz, 2001 [0174] - Christian Krüger, Colloidal organization on lithographically prepared silane layers: New possibilities of structure formation on surfaces, dissertation, Johannes Gutenberg University in Mainz, 2001 [0174]
- - Johanna Jacobs Penninkhof, Tunable plasmon resonances in anisotropic metal nanostructures, Ph. D. Thesis Utrecht University, September 2006 [0174] - Johanna Jacobs Penninkhof, Tunable plasmon resonances in anisotropic metal nanostructures, Ph. D. Thesis Utrecht University, September 2006 [0174]
- - Joel van Embden, Jacek Jasieniak, Daniel E. Gómez, Paul Mulvaney, Michael Giersig, Reviewof the Synthetic Chemistry Involved in the Production of Core/Shell Semiconductor Nanocrystals, Aust. J. Chem. 2007, 60, 457–471 [0174] - Joel van Embden, Jacek Jasieniak, Daniel E. Gómez, Paul Mulvaney, Michael Giersig, Review of the Synthetic Chemistry Involved in the Production of Core / Shell Semiconductor Nanocrystals, Aust. J. Chem. 2007, 60, 457-471 [0174]
- - B.-C. Kang, D.-Y. Jung, R. A. Fischer, J.-H. Boo, Selective MOCVD of titanium Oxide and zirconium Oxide thin films using single molecular precursors on Si(100) substrates, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 (2008) 128–132 [0174] - B.-C. Kang, D.-Y. Jung, RA Fischer, J.-H. Boo, Selective MOCVD of Titanium Oxide and Zirconium Oxide thin films using single molecular precursors on Si (100) substrates, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 (2008) 128-132 [0174]
- - Carl-Christoph Winter, Chemische Dampfabscheidung von Gold, Kupfer und Aluminiumoxid auf Selbstorganisierten Monolagen, DISSERTATION, Ruhr-Universität Bochum, 2000 [0174] - Carl-Christoph Winter, Chemical vapor deposition of gold, copper and aluminum oxide on self-assembled monolayers, DISSERTATION, Ruhr-Universität Bochum, 2000 [0174]
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---|---|
DE (1) | DE102008035559A1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010017844A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Nikita Hirsch | Method and device for producing electronic and / or energy-generating and / or energy-converting elements and components |
DE102010025991A1 (en) | 2010-07-03 | 2012-01-05 | Tu Darmstadt | Arrangement for a composite made of inorganic matrix and embedded organic phase as optoelectronic active medium in light-emitting diode or other e.g. light emitting transistors, where an organic dye is embedded in an inorganic material |
DE102012200084A1 (en) * | 2012-01-04 | 2013-07-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | RADIATION-EMITTING ORGANIC COMPONENT |
WO2014008418A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Invensas Corporation | Optical enhancement of light emitting devices |
WO2015059222A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Devices for emitting and/or for receiving electromagnetic radiation and methods for providing same |
DE102013112253A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic component, method for operating an optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component |
DE102016105454A1 (en) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Osram Oled Gmbh | Organic light-emitting device, method of manufacturing an organic light-emitting device, and method of operating an organic light-emitting device |
CN107359404A (en) * | 2017-07-25 | 2017-11-17 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | Regulate and control the ring cavity nano-antenna of multiple random irrelevant emitter radiation |
Citations (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1499897A (en) | 1974-10-29 | 1978-02-01 | Xerox Corp | Light emitting diode |
US5382813A (en) | 1992-12-17 | 1995-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light emission diode comprising a pn junction of p-type and n-type A1-containing ZnS compound semiconductor layers |
WO1995002251A2 (en) | 1993-07-01 | 1995-01-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Molecular self-assembly of electrically conductive polymers |
WO1999016106A1 (en) | 1997-09-19 | 1999-04-01 | International Business Machines Corporation | Light-emitting apparatus and molecule for use therein |
WO1999021935A1 (en) | 1997-10-23 | 1999-05-06 | Isis Innovation Limited | Light-emitting dendrimers and devices |
US6207229B1 (en) | 1997-11-13 | 2001-03-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Highly luminescent color-selective materials and method of making thereof |
WO2002020873A2 (en) | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Zeptosens Ag | Method for precipitating mono and multiple layers of organophosphoric and organophosphonic acids and the salts thereof in addition to use thereof |
WO2003033127A2 (en) | 2001-10-19 | 2003-04-24 | University Of Manchester Institute Of Science And Technology | Methods of patterning a monolayer |
WO2003041182A2 (en) | 2001-11-09 | 2003-05-15 | Friz Biochem Gmbh | Molecular electronic component used to construct nanoelectronic circuits, molecular electronic component, electronic circuit and method for producing the same |
WO2003061026A1 (en) | 2001-12-28 | 2003-07-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Organic light-emitting diode (led) and method for the production thereof |
WO2003074510A1 (en) | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Universitaet Ulm | Dithiolane derivatives for immobilizing biomolecules on noble metals and semiconductors |
WO2004005587A2 (en) | 2002-07-08 | 2004-01-15 | The Regents Of The University Of California | Surface nanopatterning |
WO2004011182A2 (en) | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method, apparatus and program of thermal analysis, heat controller and heating furnace using the method |
WO2004022714A2 (en) | 2002-09-05 | 2004-03-18 | Nanosys, Inc. | Organic species that facilitate charge transfer to or from nanostructures |
WO2004026886A2 (en) | 2002-08-24 | 2004-04-01 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Rhodium and iridium complexes |
WO2005011013A1 (en) | 2003-07-21 | 2005-02-03 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Organic electroluminescent element |
WO2005017951A2 (en) | 2002-08-02 | 2005-02-24 | Ultradots, Inc. | Quantum dots, nanocomposite materials with quantum dots, optical devices with quantum dots, and related fabrication methods |
WO2005031884A1 (en) | 2003-08-13 | 2005-04-07 | The Regents Of The University Of California | Plasmon assisted enhancement of organic optoelectronic devices |
WO2005083435A1 (en) | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Ruehe Juergen | Method for covalently immobilising biomolecules on organic surfaces |
US20050214967A1 (en) | 2002-09-05 | 2005-09-29 | Nanosys, Inc. | Nanostructure and nanocomposite based compositions and photovoltaic devices |
WO2005114748A2 (en) * | 2004-04-13 | 2005-12-01 | Solaris Nanosciences, Inc. | Plasmon enhanced sensitized photovoltaic cells |
US6979544B2 (en) | 1997-05-14 | 2005-12-27 | Keensense, Inc. | Molecular wire injection sensors |
DE202005012142U1 (en) | 2005-08-03 | 2006-01-19 | Schön, Hendrik | Electronic element comprises two electrically conducting contacts (where a molecule is bound) and a molecular core, where the conformation of the molecule between the contacts is changed and the electrical conductivity is modulated |
US6995502B2 (en) * | 2002-02-04 | 2006-02-07 | Innosys, Inc. | Solid state vacuum devices and method for making the same |
WO2006093467A1 (en) | 2005-03-02 | 2006-09-08 | Agency For Science, Technology And Research | Conjugated organic molecules for molecular electronic devices |
US7122955B2 (en) * | 2003-01-28 | 2006-10-17 | Industrial Technology Research Institute | Organic electroluminescent device with a nanostructured recovery layer |
WO2007039062A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Interface conditioning to improve efficiency and lifetime of organic electroluminescence devices |
EP1928039A1 (en) * | 2004-08-11 | 2008-06-04 | The Trustees of Princeton University | Organic photosensitive devices |
-
2008
- 2008-07-30 DE DE102008035559A patent/DE102008035559A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1499897A (en) | 1974-10-29 | 1978-02-01 | Xerox Corp | Light emitting diode |
US5382813A (en) | 1992-12-17 | 1995-01-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light emission diode comprising a pn junction of p-type and n-type A1-containing ZnS compound semiconductor layers |
WO1995002251A2 (en) | 1993-07-01 | 1995-01-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Molecular self-assembly of electrically conductive polymers |
US6979544B2 (en) | 1997-05-14 | 2005-12-27 | Keensense, Inc. | Molecular wire injection sensors |
WO1999016106A1 (en) | 1997-09-19 | 1999-04-01 | International Business Machines Corporation | Light-emitting apparatus and molecule for use therein |
WO1999021935A1 (en) | 1997-10-23 | 1999-05-06 | Isis Innovation Limited | Light-emitting dendrimers and devices |
US6207229B1 (en) | 1997-11-13 | 2001-03-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Highly luminescent color-selective materials and method of making thereof |
WO2002020873A2 (en) | 2000-09-05 | 2002-03-14 | Zeptosens Ag | Method for precipitating mono and multiple layers of organophosphoric and organophosphonic acids and the salts thereof in addition to use thereof |
WO2003033127A2 (en) | 2001-10-19 | 2003-04-24 | University Of Manchester Institute Of Science And Technology | Methods of patterning a monolayer |
WO2003041182A2 (en) | 2001-11-09 | 2003-05-15 | Friz Biochem Gmbh | Molecular electronic component used to construct nanoelectronic circuits, molecular electronic component, electronic circuit and method for producing the same |
WO2003061026A1 (en) | 2001-12-28 | 2003-07-24 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Organic light-emitting diode (led) and method for the production thereof |
US6995502B2 (en) * | 2002-02-04 | 2006-02-07 | Innosys, Inc. | Solid state vacuum devices and method for making the same |
WO2003074510A1 (en) | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Universitaet Ulm | Dithiolane derivatives for immobilizing biomolecules on noble metals and semiconductors |
WO2004005587A2 (en) | 2002-07-08 | 2004-01-15 | The Regents Of The University Of California | Surface nanopatterning |
WO2004011182A2 (en) | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method, apparatus and program of thermal analysis, heat controller and heating furnace using the method |
WO2005017951A2 (en) | 2002-08-02 | 2005-02-24 | Ultradots, Inc. | Quantum dots, nanocomposite materials with quantum dots, optical devices with quantum dots, and related fabrication methods |
WO2004026886A2 (en) | 2002-08-24 | 2004-04-01 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Rhodium and iridium complexes |
WO2004022714A2 (en) | 2002-09-05 | 2004-03-18 | Nanosys, Inc. | Organic species that facilitate charge transfer to or from nanostructures |
US20050214967A1 (en) | 2002-09-05 | 2005-09-29 | Nanosys, Inc. | Nanostructure and nanocomposite based compositions and photovoltaic devices |
US7122955B2 (en) * | 2003-01-28 | 2006-10-17 | Industrial Technology Research Institute | Organic electroluminescent device with a nanostructured recovery layer |
WO2005011013A1 (en) | 2003-07-21 | 2005-02-03 | Covion Organic Semiconductors Gmbh | Organic electroluminescent element |
WO2005031884A1 (en) | 2003-08-13 | 2005-04-07 | The Regents Of The University Of California | Plasmon assisted enhancement of organic optoelectronic devices |
WO2005083435A1 (en) | 2004-03-01 | 2005-09-09 | Ruehe Juergen | Method for covalently immobilising biomolecules on organic surfaces |
WO2005114748A2 (en) * | 2004-04-13 | 2005-12-01 | Solaris Nanosciences, Inc. | Plasmon enhanced sensitized photovoltaic cells |
EP1928039A1 (en) * | 2004-08-11 | 2008-06-04 | The Trustees of Princeton University | Organic photosensitive devices |
WO2006093467A1 (en) | 2005-03-02 | 2006-09-08 | Agency For Science, Technology And Research | Conjugated organic molecules for molecular electronic devices |
DE202005012142U1 (en) | 2005-08-03 | 2006-01-19 | Schön, Hendrik | Electronic element comprises two electrically conducting contacts (where a molecule is bound) and a molecular core, where the conformation of the molecule between the contacts is changed and the electrical conductivity is modulated |
WO2007039062A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Interface conditioning to improve efficiency and lifetime of organic electroluminescence devices |
Non-Patent Citations (22)
Title |
---|
B.-C. Kang, D.-Y. Jung, R. A. Fischer, J.-H. Boo, Selective MOCVD of titanium Oxide and zirconium Oxide thin films using single molecular precursors on Si(100) substrates, Journal of Physics and Chemistry of Solids 69 (2008) 128-132 |
Carl-Christoph Winter, Chemische Dampfabscheidung von Gold, Kupfer und Aluminiumoxid auf Selbstorganisierten Monolagen, DISSERTATION, Ruhr-Universität Bochum, 2000 |
Chang Chen, Li Wang, Guohua Jiang and Haojie Yu, CHEMICAL PREPARATION OF SPECIAL-SHAPED METAL NANOMATERIALS THROUGH ENCAPSULATION OR INDUCEMENT IN SOFT SOLUTION, Rev. Adv. Mater. Sci. 11 (2006) Seiten 1 bis 18 |
Christian Krüger, Kolloidale Organisation auf lithographisch hergestellten Silanschichten: Neue Möglichkeiten der Strukturbildung auf Oberflächen, Dissertation, Johannes Gutenberg-Universität in Mainz, 2001 |
Christina Debus, Elastische und inelastische Lichtstreuung an Edelmetall-Nanopartikeln und scharten Goldspitzen, Dissertation, Universität Siegen, 2004 |
Gretchen A. DeVries, Markus Brunnbauer, Ying Hu, Alicia M. Jackson, Brenda Long, Brian T. Neltner, Oktay Uzun, Benjamin H. Wunsch, Francesco Stellacci, Divalent Metal Nanoparticles, SCIENCE Vol 315 Seite 358 ff., 2007 |
H. Mertens, A. F. Koenderink, and A. Polman, Plasmon-enhanced luminescence near noble-metal nanospheres: Comparison of exact theory and an improved Gersten and Nitzan model, PHYSICAL REVIEW B 76, 115123 (2007) |
H. Mertens, A. Polman, Strong luminescence quantum efficiency enhancement near prolate metal nanoparticles: dipolar versus higher-order modes, Center for Nanophotonics Niederland, 2007 |
Hans Mertens, Controlling plasmon-enhanced luminescence, Thesis, Utrecht University 2007 |
J. S. Bitteen et al., "Plasmon-Enhanced Photoluminescence of Silicon Quantum Dots: Simulation and Experiment", J. Phys. Chem. C 2007, 111, Seiten 13372 bis 13377 |
James R. Heath and Mark A. Ratner, Molecular Electronics, Physics Today, Mai 2003, Seite 46 |
Jason Vielma and P. T. Leung, Nonlocal optical effects on the fluorescence and decay rates for admolecules at a metallic nanoparticle, THE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 126, 194704 (2007) |
Joel van Embden, Jacek Jasieniak, Daniel E. Gómez, Paul Mulvaney, Michael Giersig, Reviewof the Synthetic Chemistry Involved in the Production of Core/Shell Semiconductor Nanocrystals, Aust. J. Chem. 2007, 60, 457-471 |
Johanna Jacobs Penninkhof, Tunable plasmon resonances in anisotropic metal nanostructures, Ph. D. Thesis Utrecht University, September 2006 |
Jorge Pérez-Juste, Isabel Pastoriza-Santos, Luis M. Liz-Marzán, Paul Mulvaney, Gold nanorods: Synthesis, characterization and applications, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 1870-1901 |
Lavinia Rogobete, Franziska Kaminski, Mario Agio, and Vahid Sandoghdar, Design of plasmonic nanoantennae for enhancing spontaneous emission, June 15, 2007/Vol. 32, No. 12/OPTICS LETTERS |
Mario Agio, Giorgio Mori, Franziska Kaminski, Lavinia Rogobete, Sergei Kuhn, Victor Callegari, Philipp M. Nellen, Franck Robin, Yasin Ekinci, Urs Sennhauser, Heinz Jäckel, Harun H. Solak, and Vahid Sandoghdar, Engineering gold nanoantennae to enhance the emission of quantum emitters, Proceedings of SPIE Vol. 6717, 67170R, (2007) |
Nikhil R. Jana, Latha Gearheart and Catherine J. Murphy, Wet chemical synthesis of silver nanorods and nanowires of controllable aspect ratio, Chem. Commun., 2001, 617-618 |
Palash Bharadwaj and Lukas Novotny, Spectral dependence of single molecule fluorescence enhancement, OPTICS EXPRESS 14266, 17 October 2007/Vol. 15, No. 21 |
Tae-Hee Lee, SILVER NANOCLUSTER SINGLE MOLECULE OPTOELECTRONICS AND ITS APPLICATIONS, Thesis, Georgia Institute of Technology Jan 2004 |
U. Hakanson, M. Agio, S. Kühn, L. Rogobete, T. Kalkbrenner and V. Sandoghdar, Coupling of plasmonic nanoparticles to their environments in the context of van der Waals-Casimir interactions, Laboratory of Physical Chemistry, ETH Zurich, 8093 Zurich, Schweiz |
ZHIHONG NIE, DANIELE FAVA, EUGENIA KUMACHEVA, SHAN ZOU, GILBERT C. WALKER AND MICHAEL RUBINSTEIN, Self-assembly of metal-polymer analogues of amphiphilic triblock copolymers, nature materials, 2007; doi: 10.1038/nmat1954 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010017844A1 (en) * | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Nikita Hirsch | Method and device for producing electronic and / or energy-generating and / or energy-converting elements and components |
DE102010025991A1 (en) | 2010-07-03 | 2012-01-05 | Tu Darmstadt | Arrangement for a composite made of inorganic matrix and embedded organic phase as optoelectronic active medium in light-emitting diode or other e.g. light emitting transistors, where an organic dye is embedded in an inorganic material |
US9893319B2 (en) | 2012-01-04 | 2018-02-13 | Osram Oled Gmbh | Radiation-emitting organic component |
DE102012200084A1 (en) * | 2012-01-04 | 2013-07-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | RADIATION-EMITTING ORGANIC COMPONENT |
DE102012200084B4 (en) * | 2012-01-04 | 2021-05-12 | Pictiva Displays International Limited | RADIATION-EMITTING ORGANIC COMPONENT |
WO2014008418A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Invensas Corporation | Optical enhancement of light emitting devices |
WO2015059222A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Devices for emitting and/or for receiving electromagnetic radiation and methods for providing same |
DE102013221758A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | DEVICES FOR TRANSMITTING AND / OR RECEIVING ELECTROMAGNETIC RADIATION AND METHOD FOR PROVIDING THEM |
US10403840B2 (en) | 2013-10-25 | 2019-09-03 | Technische Universitaet Chemnitz | Devices for emitting and/or receiving electromagnetic radiation, and method for providing same |
DE102013221758B4 (en) | 2013-10-25 | 2019-05-23 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | DEVICES FOR TRANSMITTING AND / OR RECEIVING ELECTROMAGNETIC RADIATION AND METHOD FOR PROVIDING THEM |
DE102013112253A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic component, method for operating an optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component |
US9825247B2 (en) | 2013-11-07 | 2017-11-21 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic component, method for operating an optoelectronic component, and method for producing an optoelectronic component |
DE102016105454A1 (en) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Osram Oled Gmbh | Organic light-emitting device, method of manufacturing an organic light-emitting device, and method of operating an organic light-emitting device |
CN107359404A (en) * | 2017-07-25 | 2017-11-17 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | Regulate and control the ring cavity nano-antenna of multiple random irrelevant emitter radiation |
CN107359404B (en) * | 2017-07-25 | 2023-06-16 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | Ring cavity nano-antenna for regulating and controlling radiation of multiple random incoherent single photon emitters |
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