Fizika

Dr. Nerea Sebastian Ugarteche

Raziskave dr. Neree Sebastian so osredotočene na sisteme mehke snovi. Leta 2012 je doktorirala na Univerzi v Baskiji (Španija), 2014 pridobila Humboldtovo podoktorsko štipendijo v laboratoriju za mehko snov v Magdeburgu (Nemčija) in se leta 2016 pridružila oddelku F7, skupini Svetloba in snov na IJS kot štipendistka programa Marie Sklodowske Curie. Od takrat sodeluje pri raziskavah nedavno odkritih polarnih nematskih tekočekristalnih materialov, tako feromagnetnih kot tudi feroelektričnih.

Kontakt
Nerea
Raziskovalni program: Svetloba in snov
Tema usposabljanja: Fizikalne lastnosti feroelektričnih nematskih tekočih kristalov

Nematski tekoči kristali (NLC) so znani že več let in se na široko izkoriščajo v sodobnih tehnologijah zaslonov, ki so večmilijonski posel. Ključni vidik njihove uporabnosti je edinstvena kombinacija fluidnosti, anizotropnih fizikalnih lastnosti in možnosti za procesiranje. Pri termotropnih NLCs podolgovate molekule ne kažejo pozicijske urejenosti, se pa v povprečju orientirajo v isti smeri. V vsakem trenutku je v tej smeri enako število molekul orientiranih “navzgor” kot “navzdol”, tako da je “standardno” stanje NLC enoosno in nepolarno. Polarno različico, v kateri je porušena inverzijska simetrija, je že pred več kot sto leti predstavil M. Born, vendar do leta 2017 ni bila eksperimentalno potrjena.

V skupini Svetloba in snov že od vsega začetka sodelujemo pri raziskavah materialov, ki kažejo ferroelektrične nematične (FNLC) faze, od njihovega odkritja pa do trenutnih temeljnih raziskav v tem nastajajočem področju. FNLC imajo presenetljive fizikalne lastnosti: vrednosti spontane polarizacije reda velikosti kot pri nekaterih trdnih feroelektrikih, velikanske dielektrične permitivnosti z vrednostjo okoli 10000 in velike nelinearne optične koeficiente. Pričakujemo, da bo kombinacija teh lastnosti s fluidnostjo sistema vodila do novih fizikalnih pojavov kot npr. novi mehansko-električni pojav. Velik potencial za uporabo teh pojavov v aplikacijah je trenutno oviran zaradi pomanjkanja temeljnega razumevanja, saj ustrezne raziskave doslej še niso bile opravljene. Doktorski kandidat se bo pridružil zelo dinamičnemu raziskovalnemu področju in izvedel celovit sklop eksperimentalnih študij, ki bodo med drugim združevale polarizacijsko optično mikroskopijo, SHG mikroskopijo in interferometrične študije, simulacije optične transmisije, dielektrično spektroskopijo in tehnike karakterizacije materialov. Kandidat bo sodeloval tudi pri razvoju prilagojenih merskih tehnik.

Raziskava FNLCs poteka med drugim v sodelovanju z mednarodnimi skupinami iz Velike Britanije, Nemčije, Belgije, Španije in Kitajske.

  1. 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, Nat Commun, 2023, 14, 3029.
  2. P. M. Rupnik, L. Cmok, N. Sebastian and A. Mertelj, 2024. arXiv:2401.16272
  3. N. Sebastian, M. Čopič and A. Mertelj, (Invited to Perspectives series), Phys. Rev. E., 2022, 106, 021001-1-021001-27.
  4. R.J. Mande, N. Sebastian, J. Martinez-Perdiguero and A. Mertelj. Nat. Comm.. 2021, 12, 4962-1-4962-12.
  5. N. Sebastian, L. Cmok, R.J. Mandle, M.R. de la Fuente, I. Drevenšek-Olenik, M. Čopič and A. Mertelj. Phys. Rev. Lett., 2020, 124, 037801-1-037801-6, Featured as Editor’s suggestion and Featured in Physics Today.
  6. A. Mertelj, L. Cmok, N. Sebastián, R. J. Mandle, R. R. Parker, A. C. Whitwood, J. W. Goodby and M. Čopič. Phys. Rev. X, 2018, 8(4), 041025-1-041025-12. Featured in Physics Today.