von Andrea Bireckoven
Sasbach. Leuchtende Fenster – unvorstellbar? Nein, wie die Bayreuther Professorin für Experimentalphysik und Altsasbacherin Annette Köhler bei ihrem Besuch an der Heimschule Lender berichtete. In ihrem Vortrag aus dem Grenzgebiet zwischen Physik und Chemie sprach sie vor Oberstufenschülern über Polymere mit Halbleitereigenschaften.
Annette Köhler legte vor 19 Jahren ihr Abitur an der Heimschule Lender ab. Daraufhin studierte sie Physik in Karlsruhe und Cambridge, wo sie ihr Studium mit einer Promotion über Solarzellen aus Kunststoff abschloss. Nach einigen Jahren Forschung in Großbritannien nahm sie eine Professur in Potsdam an. Seit August 2007 unterrichtet und forscht sie an der Universität Bayreuth.
Organische Halbleiter verbinden die Vorteile von Kunststoffen mit denen der Halbleiter. So sind sie auf der einen Seite flexibel, mechanisch robust und leicht, auf der anderen Seite können sie aber auch Strom leiten. Außerdem erleichtern sie durch ihre Löslichkeit die Produktion, indem sie beispielsweise von Tintenstrahldruckern auf eine entsprechende Unterlage einfach und gezielt aufgebracht werden können. Unter Polymeren versteht man Makromoleküle, die entweder linear oder verzweigt aus immer wiederkehrenden Grundbausteinen, den sogenannten Monomeren, aufgebaut sind. Soll ein Polymer Halbleitereigenschaften besitzen, so müssen die Monomere unterschiediche Eigenschaften aufweisen: Der eine Teil muss freie Elektronen enthalten, z. B. in Form von nicht-bindenden Elektronenpaaren, der andere Teil muss „Löcher“ zur Verfügung stellen können, d. h. über einen Mangel an Elektronen verfügen. Damit Strahlung in Form von Licht emittiert werden kann, müssen „Löcher“ und Elektronen aufeinander treffen. Je öfter dies geschieht, umso effizienter ist das entwickelte Polymer. Eine Möglichkeit diese Effizienz zu steigern ist, geringfügig verschiedene Orbitalenergien der Monomere zu verwenden. An der Grenzfläche, wo diese unterschiedlichen Orbitale aneinander stoßen, kommt es dann besonders häufig zur Elektrolumineszenz.
Schon heute finden Polymere als Halbleiter eine weitreichende Verwendung, die sich im Laufe der nächsten Jahre weiter ausbauen wird. So werden sie beispielsweise in Form von Dioden zu Displays verarbeitet oder sie steuern als Transistoren sogenannte „E-Reader“. Da halbleitende Polymere sehr dünn und damit durchsichtig aufgetragen werden können, eignen sie sich außerdem zur Herstellung von leuchtenden Fenstern in allen Farben und Formen. Nicht zuletzt werden Polymere mit Halbleitereigenschaften auch als Solarzellen eingesetzt, da sie flexibel sind und so etwa auf Zeltdächer aufgebracht werden können.
Annette Köhler eröffnete während ihres Vortrags vielfältige Einblicke in die Forschungsarbeit, wobei sie zur Veranschaulichung auch auf die Lebensläufe befreundeter Forscher zurückgriff. Deutlich wurde, dass der berufliche Werdegang von erfolgreichen Forschern nicht von Anfang an festgelegt ist. Voraussetzungen für eine erfolgreiche Arbeit in der technischen Forschung sind ein Studium der Naturwissenschaften, Interesse an natur-wissenschaftlichen Fragestellungen sowie Teamfähigkeit. Das Studium soll mit Interesse begonnen und dann zielgerichtet zu Ende gebracht werden. Karrierechancen bestehen nicht nur an der Universität, sondern auch in Industrie, Management und Consulting. Außerdem werden viele Akademiker in der Projektarbeit eingesetzt. Auch ein Engagement in der Politik ist nicht ausgeschlossen. So ist es beispielsweise möglich, als EU-Kommissar über die Vergabe von Forschungsgeldern mitzuentscheiden. Der Forschungsalltag ist geprägt von Lesen und Experimentieren sowie vom Auswerten der experimentell ermittelten Daten. Des Weiteren müssen Veröffentlichungen geschrieben und Vorträge gehalten werden. So bildet Forschung eine Mischung aus Theorie, Experimenten und Originalität, denn jede Arbeit beschäftigt sich mit einem neuen Thema.
