Z elastičnostjo vodeni periodični polarizacijski vzorci v kiralnem feroelektričnem nematskem fluidu

Marta Lavrič je v sodelovanju s skupino z odseka za kompleksne snovi F7 (A. Sterle, P. Medle Rupnik, L. Cmok, A. Erkoreka, N. Osterman, A. Mertelj, N. Sebastián) ter skupinami z Univerze iz Leedsa (C. J. Gibb, J. Hobbs, R. J. Mandle) in Univerze v Baskiji (A. Erkoreka, J. Martinez-Perdiguero) objavila članek z naslovom »Elasticity-Driven Periodic Polarization Patterns in a Chiral Ferroelectric Nematic Fluid (Z elastičnostjo vodeni periodični polarizacijski vzorci v kiralnem feroelektričnem nematskem fluidu)« v reviji Advanced Materials.

Medsebojna igra kiralnosti, omejenosti in elastičnosti lahko povzroči spontano nastajanje kompleksnih polarizacijskih vzorcev v kiralnih feroelektričnih nematskih tekočih kristalih. Ti trije dejavniki skupaj delujejo pri pretvorbi začetnega homogenega stanja v različne urejene strukture.

V novi študiji raziskovalci pokažejo, da se v omejenem prostoru ob odstopanju kiralne periode materiala od njegove naravne periode pojavijo periodične nestabilnosti, ko se material približuje helikoničnemu polarnemu stanju. V bližini tega prehoda se upogibna elastična konstanta tekočega kristala zmehča. Kombinacija preferirane vijačne strukture materiala, omejevanja in zmanjšanega upora proti upogibanju spodbuja nastanek periodičnih polarizacijskih vzorcev.

V omejenem prostoru te nestabilnosti vodijo do nastanka različnih samoorganiziranih struktur, vključno s progami, kvadratnimi in heksagonalnimi vzorci. S spreminjanjem debeline materiala v omejenem prostoru in površinske orientacije lahko raziskovalci nadzorujejo, katere strukture se pojavijo. Nastale polarizacijske vzorce je mogoče vizualizirati tudi prek njihovega nelinearnega optičnega odziva z uporabo slikanja z optičnim podvajanjem frekvenc (SHG imaging). Rezultati kažejo, kako lahko kiralnost, elastičnost in geometrija skupaj urejajo polarizacijo v fluidnem materialu. Zagotavljajo nov vpogled v fiziko feroelektričnih nematikov ter odpirajo možnosti za nadzor njihovih nelinearnih optičnih lastnosti in razvoj novih samoorganiziranih fotonskih struktur.

Članek je dostopen na: https://doi.org/10.1002/adma.75002