Flüssigkristalline Helicene für magneto-optische Anwendungen der nächsten Generation
Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Faraday Effekt ist ein magneto-optisches Phänomen das zu einer Rotation von linear polarisiertem Licht um einen Winkel (β) führt, wenn es Materie unter dem Einfluss eines Magnetfeldes (B) durchquert. Das Ausmaß der Rotation hängt auch von der Dicke (l) und der Material-spezifischen Verdet Konstante (V) ab. Viele Faraday Effekt Materialien sind anorganische Kristalle deren Nutzbarkeit durch Sprödheit und niedrige Anpassbarkeit limitiert ist. Die Ausnutzung dieses Effekts in organischen Materialien könnte zu günstigen und flexiblen Magnetfeldsensoren führen, welche bei Raumtemperatur funktionieren. Eine Technologie mit dem Potenzial Anwendungen wie zum Beispiel niedrig Energie Rechner und Speichergeräte, zerstörungsfreie Materialprüfung und hochauflösendes Neuroimaging zu revolutionieren. Dafür müssen jedoch einige Schlüsselaspekte adressiert werden, wie das Entwickeln neuer organischer Faraday Effekt Materialien und das grundlegende Verständnis von (supra-) molekularen Parametern, welche für große Verdet Konstanten notwendig sind. Die ursprüngliche Idee des Projekts war die Untersuchung von chiralen flüssigkristallinen Helicenen, da die Literatur Hinweise darauf liefert das sowohl Chiralität als auch Flüssig- Kristallinität gut für große Verdet Konstanten sind. Die Synthese zweier Helicene war erfolgreich, jedoch zeigten Dünnfilme keinen messbaren Faraday Effekt. Parallel war ich in ein Projekt zur Untersuchung des Faraday Effekts in chiralen Polymermischungen involviert. Wir konnten den Einfluss von chiralen supramolekularen Zusammensetzungen in solchen Systemen und ihre Rolle in der Verstärkung des Faraday Effekts entschlüsseln und erreichten dabei Verdet Konstanten > 105 °/Tm. Diese Ergebnisse enthüllen den wahren Einfluss von Chiralität auf den Faraday Effekt und werden zu neuen, bahnbrechenden Designs für magneto-optische Materialien führen. Auf Grund dieser vielversprechenden Ergebnisse lenkte ich meine Aufmerksamkeit auf den Faraday Effekt in (chiralen) Polymeren. Während meiner Arbeit an F8T2 und F8Se2 entdeckte ich einen potenziellen Zusammenhang zwischen einem starken Faraday Effekt und bestimmten Arten von Aggregation in Polymeren. Falls sich diese Entdeckung, welche derzeit noch weiter untersucht wird, bewahrheitet, würde dies eine weitere Möglichkeit eröffnen, um Verdet Konstanten in organischen Materialien zu verbessern. Ich habe auch eine Vielzahl anderer organischer Verbindungen untersucht, wobei die meisten von diesen keinen messbaren Effekt zeigten. Ein großer Effekt wurde jedoch für ein πerweitertes Helicen beobachtet. Dies zeigt, dass es doch möglich ist, hohe Faraday Effekte mit besimmten helikalen Strukturen zu erreichen. Derzeit werden diese Projekte noch weiterbearbeitet und wir wollen die Ergebnisse so bald wie möglich publizieren.
