Research

Forschungsschwerpunkte: Festkörperphysik, organische Halbleiter, Bloch-Oszillationen, organische Photovoltaik-Technologie (OPV), Solarzellen

Karl Leo ist Physiker. Schwerpunkt seiner Forschung ist die experimentelle Festkörperphysik. Er erforscht den Transport von Elektronen in Festkörpern und die Eigenschaften organischer Halbleiter. Ihm gelang der Nachweis von Bloch-Oszillationen in einem Halbleiter-Übergitter. Außerdem entwickelte er organische Leuchtdioden und Solarzellen mit niedriger Betriebsspannung und hoher Effizienz.

Mit seiner Arbeitsgruppe hat Karl Leo organische Solarzellen und extrem effiziente Leuchtdioden hergestellt. Die Forscher haben dafür organischen Halbleitern ein bestimmtes Molekül beigemischt und konnten dadurch die Leitfähigkeit etwa um den Faktor von einer Million steigern. Organische Halbleiter können wie eine dünne Farbschicht auf Glas, Kunststoff, Papier oder auch auf Kleidung aufgetragen werden. Dadurch können flexible, biegsame und transparente Elemente hergestellt werden. Möglich sind aufrollbare Displays oder aufrollbare und weitgehend durchsichtige Solarzellen.

Werdegang

• Direktor des Instituts für Angewandte Physik (IAP), Technische Universität Dresden
• 2013-2014 Gastprofessor an der King Abdullah University of Science and Technology, Thuwal, Saudi-Arabien
• 2008-2013 Direktor am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (seit 2012 Fraunhofer COMEDD), Dresden
• 2001-2008 Leiter der Abteilung für „Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente“, Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme
• seit 1993 Professor für Optoelektronik, Technische Universität Dresden
• 1993 Habilitation in Physik, RWTH Aachen
• 1991-1993 Oberingenieur an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen
• 1989-1991 Postdoc bei den AT&T Bell Laboratories, Holmdel, USA
• 1988 Promotion im Fach Physik, Universität Stuttgart
• 1986-1988 Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart
• 1980-1985 Studium der Physik, Universität Freiburg

Projekte

• seit 2015 DFG-Projekt „Ungeordnete photonische Strukturen in organischen Mikrolasern“, Teilprojekt zu SPP 1839 “Tailored Disorder – A science- and engineering-based approach to materials design for advanced photonic applications“
• seit 2014 DFG-Projekt „Vertikale organische Transistoren für Hochfrequenzanwendungen und niedrige Betriebsspannungen“
• seit 2013 DFG-Projekt „Periodisch gepumpte organische Mikrolaser“
• seit 2012 DFG-Projekt „Materials World Network: Understanding the Design and Characterization of Air-stable n-Type Charge Transfer Dopants for Organic Electronics“
• seit 2010 DFG-Projekt „Plasmon-mediated organic photovoltaics“, Teilprojekt zu SPP 1355 „Elementarprozesse der Organischen Photovoltaik“
• seit 2009 DFG-Projekt „Polarisationsaufspaltung in planaren oder zusätzlich lateral strukturierten Mikroresonatoren“
• seit 2008 Sprecher des DFG-Schwerpunktprogramms SPP 1355 „Elementarprozesse der Organischen Photovoltaik“
• seit 2008 DFG-Projekt „Organic solar cells based on oligothiophene derivatives“,  Teilprojekt zu SPP 1355
• 2008-2012 DFG-Projekt „Stimulierte Emission in organischen Mikroresonatoren“
• 2006-2010 DFG-Projekt „Bipolar dotierbare organische Materialien und organische pn-Homoübergänge“
• 2005-2009 DFG-Projekt “Conductive polymer brushes: New electro- and photo- active molecular architectures“
• 2001-2004 DFG-Projekt „Kohärente Dynamik von Ladungsträgern in vorgespannten Halbleiter-Übergittern“
• 2001-2002 DFG-Projekt „Elektronische Eigenschaften von kontrolliert dotierten organischen Halbleiterschichten und -schichtstrukturen“, Teilprojekt zu SPP 1121 „Organische Feldeffekt-Transistoren: strukturelle und dynamische Eigenschaften“
• 2000-2003 DFG-Projekt „Elektronische Eigenschaften von kontrolliert dotierten organischen Halbleiterschichten und -schichtstrukturen“
• 1999-2007 DFG-Projekt „Photoschaltbare selbstassemblierte organische Schichten“, Teilprojekt zu FOR 335 „Nanostrukturierte Funktionselemente in makroskopischen Systemen“
• 1999-2006 DFG-Projekt „Nanostrukturierte Funktionselemente in makroskopischen Systemen“, Teilprojekt zu FOR 335
• 1999-2005 Sprecher der Forschergruppe FOR 335 „Nanostrukturierte Funktionselemente in makroskopischen Systemen“
• 1999-2002 DFG-Projekt „Fano-Resonanzen in Halbleiter-Übergittern“
• 1995-2002 DFG-Projekt „Untersuchungen der kohärenten Ladungsträgerdynamik in Halbleiterstrukturen im elektrischen Feld", Teilprojekt zu SPP 468 „Quantenkohärenz in Halbleitern“
• 1995-1997 DFG-Projekt „Untersuchung des Polarisationszerfalls in Quantenstrukturen und Übergittern mit Dreistrahl-Vierwellenmischen: Untersuchung der spektralen Relaxationsdynamik“, Teilprojekt zu SPP 468

Funktionen

• 2009-2011 Direktor des Netzwerk “Organic Electronics Saxony”
• 2009-2012 Vorsitzender und Organisator “Plastic Electronics Conference”, Dresden
• 2009 Gastprofessor am Institute for Materials Research, Tohoku University, Sendai, Japan
• 2008-2014 Mitglied im Beirat der Heliatek GmbH, Dresden
• seit 2008 Mitglied im Beirat der sim4tec GmbH, Dresden
• 2003-2009 Mitglied im Beirat / Aufsichtsrat der Novaled AG, Dresden
• 2003-2006 Vorsitzender des Beirats / Aufsichtsrats der Novaled AG, Dresden
• seit 1999 Mitbegründer von acht Spin-off-Unternehmen

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2021 Europäischer Erfinderpreis für sein Lebenswerk
• 2021 Blaise-Pascal-Medaille der European Academy of Sciences (EURASC)
• 2021 Nominierung für den Europäischen Erfinderpreis
• 2021 Rajchmann-Preis
• 2017 Wilhelm-Ostwald-Medaille der Sächsischen Akademie der Wissenschaften
• 2016 Technologietransferpreis der Deutschen Physikalische Gesellschaft (DPG)
• 2015 Fellow of the Optical Society of America (OSA)
• 2015 ISI “Highly Cited” Scientist in Materials Sciences
• 2015 Fellow des Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR)
• seit 2014 Mitglied der European Academy of Sciences (EURASC)
• 2014 Hector-Preis und Fellow der Hector-Stiftung
• 2013 Ehrendoktorwürde der Süddänischen Universität
• 2012 Rudolf Jaeckel-Preis der Deutschen Vakuum Gesellschaft
• 2011 Deutscher Zukunftspreis
• 2010 ERC Advanced Grant
• 2006 Manfred von Ardenne-Preis der Europäischen Fördergemeinschaft Dünne Schichten
• seit 2004 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2002 Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
• 2002 Akademiepreis der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften
• 1992 Bennigsen-Foerder-Preis des Landes Nordrhein-Westfalen
• 1988 Otto Hahn-Medaille der Max-Planck-Gesellschaft