Área de Concentração: Física da Matéria Condensada

Descrição: Dispositivos eletro-ópticos (ou displays) são, na sua maioria, células com espessura controlada e preenchidas com algum tipo de cristal líquido que têm como função modular a luz de cada unidade individual do dispositivo, chamadas pixel. Os cristais líquidos são empregados por fluírem (logo podem preencher estas células), manipularem a luz (são birrefringentes) e responderem a um campo elétrico aplicado (são também dieletricamente anisotrópicos). Do ponto de vista fundamental, entender os mecanismos que fazem destes materiais importantes para os dispositivos é necessário, e, desta forma, otimizar estes mecanismos. Por exemplo, o tempo de resposta ou de relaxação de um cristal líquido nemático determina o quão rápido uma imagem pode ser mostrada pelo dispositivo. Este tempo depende de vários parâmetros físicos da fase e seu cálculo nem sempre é trivial. Recentemente mostramos que uma forma analítica pode ser encontrada para nemáticos dependendo, além da viscosidade e constante elástica, da espessura, energia de ancoramento e viscosidade de superfície (Ann. Of Phys. 346, 14, 2014). Vários outros tipos de estudos, incluindo as interações com as superfícies são possíveis. Um outro material além do nemático que é explorado pelo grupo é a fase colestérica refletiva. Nestes tipos de displays, existe uma transição entre as texturas planar para a textura focal-cônica, através da aplicação de um campo elétrico. Há dois mecanismos para isso: nucleação das chamadas oily-streaks (linhas de defeito) ou através das instabilidades de Helfrich, onde as camadas colestéricas se dobram até quebrarem em domínios. Geralmente, o processo de nucleação tem um campo crítico um pouco mais baixo e predomina, embora ambos mecanismos sejam observados simultaneamente. Neste caso, via nucleação, o processo é lento e incompatível com o funcionamento de um display. Uma forma de acelerar este processo foi proposta através da adição de nano-partículas (J. Soc. Inf. Disp. 19, 410, 2011) e pelo método de matriz ativa (SID digest 11, 392, 2011). No entanto, este ainda é um ponto que deve avançar muito. Por outro lado, um display funcionando através das instabilidades de Helfrich foi proposto e seu funcionamento dado diferentes condições de contorno analisada (J. of Appl. Phys., 112, 124513, 2012). No entanto, o mecanismo físico da dinâmica deste display capaz de transições da ordem de 5 ms ainda é desconhecido e deve ser explorado pelo grupo. Outros estudos como o ângulo na superfície, viscosidade de superfície e outros tipos de dopagem ainda permanecem em aberto e devem ser explorados pelo grupo.