Nedavno odkriti feroelektrični nematski tekoči kristali (FNLC) so edinstveni primeri tekočih materialov. Imajo tako lastnosti feroelektričnih trdnih materialov, ki imajo zelo pomembno vlogo v številnih vsakodnevnih napravah in tudi v visokotehnoloških aplikacijah, od piezoelektričnega zaznavanja in shranjevanja električne energije do elektrokaloričnega hlajenja, kot tudi lastnosti nematskih tekočih kristalov, ki so najbolj poznani kot ključna komponenta v optičnih napravah kot so npr. LCD zasloni in preklopni optični elementi.
Posebne lastnosti feroelektričnih tekočin, ki izhajajo iz kombinacije fluidnosti, feroelektričnega reda in nematske elastičnosti, predstavljajo edinstven fizikalni sistem za temeljne študije, ki povezujejo področja mehke snovi, topologije in elektrostatike. Poleg tega so zaradi znatne spontane polarizacije (0,05 As/m), velike efektivne dielektrične konstane (>10000) in nelinearnih optičnih koeficientov (1-10 pV/m) v kombinaciji z nematsko preklopljivostjo zelo obetavni za uporabo, npr. v nelinearni optiki ali organski elektroniki kot senzorji ali za pridobivanje energije.
Njihova tekoča narava se kaže v edinstvenih feroelektričnih domenskih strukturah, katerih sestavni deli so topološki defekti in za študije temeljnih lastnosti in izkoriščanja FNLC v napravah je potrebno natančno in ponovljivo krmiljenje teh struktur. Tema predlaganega doktorskega dela je eksperimentalna študija nastanka domenskih sten in njihovega odziva na zunanja polja. Z uporabo tehnike fotovzorčenja bo kandidat/ka oblikoval/a različne domenske vzorce, katerih strukturo in toplogijo bo preučevala/a z naprednimi linearnimi in nelinearnimi optičnimi mikroskopskimi tehnikami. Uresničitev in poglobljeno razumevanje krmiljenja domen bosta osnova za prihodnje študije in uporabo teh materialov. Skupaj z razumevanjem topologije sistema bo to znanje utrlo pot za gradnjo topološko zaščitenih struktur, na primer periodičnih struktur za nelinearne optične naprave ali struktur, ki maksimizirajo mehano-električni učinek, npr. pri izkoriščanju energije vibracij ali v senzorjih.
Kandidat/ka se bo pridužil/a raziskovalni skupini Svetloba in snov na Odseku za kompleksne snovi na Institutu Jožef Stefan. Člani skupine raziskujejo različne vrste mehke snovi, in so bili od samega odkritja dalje močno udeleženi pri raziskavah feroelektričnih tekočin. Imajo bogato mednarodno sodelovanje, med drugim z raziskovalci iz VB, Belgije, Nemčije, Avstrije, Španije, Japonske in Kitajske. Doktorski/a student/ka bo delal/a v spodbudnem okolju, kjer bo imel/a priložnost za pridobitev aktualnega znanja in veščin ter za vpetost v mednarodno mrežo raziskovalcev.