Nedavno odkriti ferroelektrični nematiki izkazujejo spontano polarizacijo in nelinearne optične lastnosti, primerljive s ferroelektričnimi trdnimi snovmi, hkrati pa ostajajo tekočine. Ta edinstvena kombinacija fluidnosti, ki predstavlja nastavljivost in obdelovalnost, ter polaritete odpira zanimive priložnosti za uporabo na področjih senzorike, organske elektronike, zajemanja energije, preklopne fotonike in kvantnih svetlobnih virov.
V skupini Svetloba in snov smo od samega začetka vključeni v raziskave materialov, ki izkazujejo ferroelektrične nematične (FNLC) faze, pri čemer smo sodelovali pri njihovem odkritju in ključnih raziskavah na tem razvijajočem se področju. Polarne lastnosti teh materialov v kombinaciji z njihovo tekočo naravo vodijo do številnih novih fizikalnih pojavov, kot so novi mehanoelektrični efekti.
Doktorski kandidat se bo pridružil zelo dinamičnemu raziskovalnemu področju in izvedel obsežen nabor eksperimentalnih raziskav, ki bodo vključevale polarizacijsko optično mikroskopijo, mikroskopijo drugega harmonikain interferometrijske študije, simulacije optične transmisije, dielektrično spektroskopijo ter različne tehnike karakterizacije materialov. Kandidat bo prav tako sodeloval pri razvoju prilagojenih merilnih sistemov.
Raziskovalne smeri doktorske naloge so usmerjene v napredek pri razvoju materialov, teoretičnem opisu, inženiringu vsestranskih nelinearnih optičnih struktur, ki presegajo anorganske kristale, ter ustvarjanju mehkih, pretočnih mehanoelektričnih sistemov kot demonstratorjev za prihodnje aplikacije.
Raziskava FNLCs poteka med drugim v sodelovanju z mednarodnimi skupinami iz Velike Britanije, Nemčije, Belgije, Španije in Kitajske.
- P. Medle Rupnik, E. Hanžel, M. Lovšin, N. Osterman, C. J. Gibb, R. J. Mandle, N. Sebastián and A. Mertelj, Advanced Science, 2025, n/a, 2414818.
- M. Lovšin, A. Petelin, B. Berteloot, N. Osterman, S. Aya, M. Huang, I. Drevenšek-Olenik, R. J. Mandle, K. Neyts, A. Mertelj and N. Sebastian, Giant, 2024, 19, 100315.
- V. Sultanov, A. Kavčič, M. Kokkinakis, N. Sebastián, M. V. Chekhova and M. Humar, “Tunable entangled photons from liquid crystals”, Nature, 2024, 631, 294-299.
- P. Medle Rupnik, L. Cmok, N. Sebastián and A. Mertelj, “Viscous Mechano-Electric Response of Ferroelectric Nematic Liquids” Advanced Functional Materials, 2024, 34, 2402554.
- A. Erkoreka, J. Martinez-Perdiguero, R. J. Mandle, A. Mertelj and N. Sebastián, “Dielectric spectroscopy of a ferroelectric nematic liquid crystal and the effect of the sample thickness” Journal of Molecular Liquids, 2023, 387, 122566.
- N. Sebastián, M. Lovšin, B. Berteloot, N. Osterman, A. Petelin, R. J. Mandle, S. Aya, M. Huang, I. Drevenšek-Olenik, K. Neyts and A. Mertelj, “Polarization patterning in ferroelectric nematic liquids via flexoelectric coupling”, Nature Communications, 2023, 14, 3029. Selected as Editor’s Highlight.
- N. Sebastian, M. Čopič and A. Mertelj, “Ferroelectric nematic liquid-crystalline phases”, (Perspectives series), Phys. Rev. E., 2022, 106, 021001-1-021001-27.