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Ultraschnelle Dynamik in Flüssigkristallen

Trotz der enormen Entwicklungen hinsichtlich der Flüssigkristall-basierten Technologie und obwohl die sub-pikosekundäre LC (liquid crystal/Flüssigkristall-) Dynamik untersucht werden konnte, ist das Verständnis noch immer bruchstückhaft. Die Physik der ultraschnellen Dynamik in Flüssigkristallen, unter Anderem mögliche Kopplungen zwischen den Freiheitsgraden von Elektronen und Molekülen, ist größtenteils unerforscht.

Es wurden Änderungen des Brechungsindex, induziert durch den ultraschnellen Kerr-Effekt, auf der Femtosekunden-Zeitskala entdeckt. Solche elektrischen Anregungen relaxieren mittels kohärenter molekularer Vibrationen, welche die Doppelbrechung  bei einer Frequenz von einigen THz modulieren.

Die hier vorgestellte Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf das Verständnis von diesen niedrigfrequenten Phänomenen innerhalb der LC Phasenübergänge von isotrop (flüssig) zum Flüssigkristall und schließlich zur festen (kristallinen) Phase. Diese Untersuchungen werden es ermöglichen, den Grad der Lokalisierung der mit phasenstabilen THz-Pulsen angeregten kollektiven Moleküldynamik zu bestimmen.
Fragen die dabei beantwortet werden sind:

  • Was ist die Natur der kollektiven molekularen Dynamik in Flüssigkristallen vs. der Einzelmoleküldynamik?
  • Kann die resonante, kollektive Dynamik vorübergehend elektrische (Ladung und Energietransfer) und/oder strukturelle (Phasenübergang) des Flüssigkristalls beeinflussen?
  • Hat die Chiralität einen Einfluss auf diese Prozesse?

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