Verständnis niederfrequenter Dynamiken mit Terahertz-(THz)-Spektroskopie
Die Terahertz-(THz)-Spektroskopie ist ein weiteres leistungsstarkes Werkzeug, das wir verwenden, um die kollektiven Dynamiken von Flüssigkristallen zu untersuchen. Wenn Flüssigkristalle THz-Strahlung ausgesetzt werden, zeigen sie niederfrequente Schwingungsmoden, die untersucht werden können, um zu verstehen, wie diese Materialien auf äußere Reize reagieren. Besonders untersuchen wir, wie sich die elektronischen und molekularen Strukturen von Flüssigkristallen während Phasenübergängen entwickeln, von isotropen Flüssigkeiten zu Flüssigkristall- und Festkörperphasen.
Jüngste Studien haben gezeigt, dass ultraschnelle Änderungen des Brechungsindex von Flüssigkristallen auf Femtosekunden-Zeitskalen aufgrund elektronischer Anregungen auftreten. Diese Anregungen entspannen sich durch kohärente molekulare Schwingungen, die die Doppelbrechung des Materials bei Frequenzen im Bereich von wenigen THz modulieren.
Mit THz-Pump-Optical-Probe-Setups können wir untersuchen, wie sich molekulare Dynamiken in Flüssigkristallen vom Verhalten einzelner Moleküle unterscheiden. Unsere Forschung befasst sich mit mehreren wichtigen Fragen:
Wie unterscheiden sich kollektive molekulare Bewegungen in Flüssigkristallen von den Dynamiken einzelner Moleküle?
Können resonante kollektive Dynamiken die elektronischen und strukturellen Eigenschaften des Materials beeinflussen?
Was sind die Mechanismen hinter der Absorption von THz-Strahlung in Flüssigkristallen und wie variieren sie im Bereich von 1–10 THz?
Können wir Phonon-ähnliche Anregungen in Flüssigkristallen induzieren?
Diese detaillierte Untersuchung der niederfrequenten Dynamiken in Flüssigkristallen liefert tiefere Einblicke in ihre kollektiven Verhaltensweisen und ermöglicht es uns, ihre strukturellen und elektronischen Eigenschaften zu verstehen und zu steuern – insbesondere während der Phasenübergänge und unter äußerer Beeinflussung.
An dem Projekt beteiligte Forscher
