基于铁电向列型液晶的电子电光相位调制分子设计

《Communications Materials》：Fully-chromophoric ferroelectric nematics for electronic electro-optics

　　

摘要

电子电光（EEO）相位调制是一种新兴的关键技术，用于电子域与光子域之间信号的芯片级互转。最近发现的铁电向列型（N_F）液晶相——一种由棒状有机分子组成的三维流体，具有近乎完美的、平衡的、极性分子取向有序性——为创建用于EEO的二阶非线性光学材料提供了有吸引力的机会。在此，我们提出并实现了一种N_F EEO分子的设计模式，其中数纳米长的分子棒同时被功能化，一方面用于极性依赖的静电缔合以促进N_F相形成，另一方面用于发色团光学非线性以实现高EEO效率，这种组合使得一种100%发色团的活性二阶非线性EEO介质成为可能。我们报道了在两种代表性N_F混合物（PM618和PM628）中较大的EEO系数\({r}_{33} \sim 30\ {{\rm{pm}}}/{{\rm{V}}}\)，这与主力固态电光材料铌酸锂相当。这类极性流体具有独特的优势，包括易于加工和可编程性，并具有先进器件模式的潜力。