Photoelektrische Reorientierungseffekte in nematischen Flüssigkristallen

Peter Meindl

ISBN 978-3-89722-228-1
85 pages, year of publication: 1999
price: 40.00 €
Photoelektrische Reorientierungseffekte in nematischen Flüssigkristallen

In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiger, hochempfindlicher Reorientierungseffekt in nematischen Flüssigkristallen aus diskotischen bzw. kalamitischen Mesogenen vorgestellt, der bei anliegenden elektrischen Gleichfeldern unter dem Einfluß von Licht auftritt. Die notwendigen Intensitäten sind mit 10 bis 100 mW/cm² so gering, daß selbst das Licht einer Mikroskopbeleuchtung oder einer Taschenlampe ausreicht, um eine deutliche Reorientierung der Flüssigkristallmoleküle hervorzurufen. Die nichtlinearen Koeffizienten, d.h. die Änderung der Doppelbrechung pro eingestrahlter Intensität, gehören mit bis zu 6 cm²/W zu den höchsten jemals beobachteten Koeffizienten aller bekannten Materialien.

Anhand von Photostrommessungen bei kontinuierlicher bzw. gepulster Beleuchtung konnte nachgewiesen werden, daß durch die Beleuchtung des Flüssigkristalls ionische Ladungsträger induziert werden. Die Reorientierung der Flüssigkristallmoleküle ist eine Folge der mit diesen Raumladungen verbundenen elektrischen Felder. Aufgrund ihres Einflusses auf die Ladungsträgerdrift können die Raumladungsfelder bei transienten Photostrommessungen auch direkt beobachtet werden.

Ein theoretisches Modell, das ausgehend von Bilanzgleichungen die Bildung und Rekombination sowie die Drift und Diffusion der ionischen Ladungsträger beschreibt, vermittelt einen qualitativen Eindruck der Raumladungsverteilung im Flüssigkristall. Das Raumladungsfeld ist dabei gut zur Anregung der ersten Reorientierungsmode geeignet.

Der Effekt, der wegen seiner zugrundeliegenden Prozesse photoelektrischer Reorientierungseffekt genannt wird, bietet vielversprechende Möglichkeiten für unterschiedliche optoelektronische, elektrooptische oder optooptische Anwendungen.