Nye fotoniske flydende krystaller kan føre til næste generations skærme

En ny teknik til at ændre strukturen af ​​flydende krystaller kan føre til udviklingen af ​​hurtigt reagerende flydende krystaller, der egner sig til næste generations skærme - 3-D, augmented og virtual reality – og avancerede fotoniske applikationer såsom spejlløse lasere, biosensorer og hurtig/langsom lysgenerering, ifølge et internationalt team af forskere fra Penn State, Air Force Research Laboratory og National Sun Yat-sen University, Taiwan.

"De flydende krystaller, vi arbejder med, kaldes blå-fase flydende krystaller, " sagde Iam Choon Khoo, William E. Leonhard professor i elektroteknik, hvem er den tilsvarende forfatter til denne artikel. "Det vigtigste ved denne forskning er den grundlæggende forståelse af, hvad der sker, når du anvender et felt, som har ført til udviklingen af ​​Repetitively-Applied Field-teknik. Vi mener, at denne metode næsten er en universel skabelon, der kan bruges til at omkonfigurere mange lignende typer flydende krystaller og blødt stof."

Blåfase flydende krystaller samles typisk selv til en kubisk fotonisk krystalstruktur. Forskerne mente, at de ved at skabe andre strukturer kunne udvikle egenskaber, der ikke var til stede i den nuværende form. Efter næsten to års eksperimenter, de indså, at ved at påføre et intermitterende elektrisk felt og lade systemet slappe af mellem påføringer og sprede akkumuleret varme, de kunne langsomt lokke krystallerne til stabile og feltfrie ortorhombiske og tetragonale strukturer.

De resulterende flydende krystaller viser et fotonisk båndgab, der kan skræddersyes til hvor som helst inden for det synlige spektrum, og har hurtige reaktioner, der er nødvendige for en række næste generations skærme og avancerede fotoniske applikationer. Tilsætning af en polymer til krystallerne kunne stabilisere dem i et bredt temperaturområde, fra frysepunktet til næsten kogepunktet sammenlignet med deres typiske uberørte modstykker, der kun er stabile i et 5 graders område. Polymer stilladset fremskynder også omskiftningsreaktionen.

I den seneste forskning, holdet anvender erfaringerne fra denne undersøgelse til at skabe nye krystalstrukturer og orienteringer ved hjælp af det elektriske felt fra en laserkilde.

Papiret, "Rekonfiguration af tredimensionelle flydende-krystallinske fotoniske krystaller ved elektrostriktion, " offentliggjort online i denne uge i Naturmaterialer .