Photoreflectance (PR) is a sensitive technique to measure semiconductor properties at room temperature due to its derivative nature. The normalized

We study the dynamical behavior of the holographic grating formed in polymer-dispersed liquid crystal ( PDLC ) films. The grating is written by two coherent Ar+ laser ( l=514.5nm ) , while probed by a He-Ne laser ( l=632.8nm ).

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Dans ce travail, une étude approfondie portant sur des matériaux à base de polymères et cristaux liquides de type PDLC (pour Polymer Dispersed Liquid Crystal) et H-PDLC (PDLC holographique) a été effectuée. Les mélanges utilisés comportent le cristal liquide nématique E7 et des monomères de type acrylate de différentes fonctionnalités. Les matériaux PDLCs ont été élaborés par le processus de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV). Ces matériaux révèlent des propriétés électro-optiques intéressantes qui peuvent être utilisés dans les vitrages à transparence contrôlée. L'influence de la nature des matériaux employés et les conditions opératoires sont étudiés à l'aide de plusieurs techniques expérimentales telles que les spectroscopies UV-visible et IR-TF et notamment par 1'analyse des réponses électro-optiques et microscopie électronique à balayage. Les matériaux holographiques ont été élaborés en exposant les mêmes mélanges initiaux à deux rayons laser interférés de type Ar+. La dépendance de l'efficacité de diffraction des réseaux formés en fonction de l'intensité d'éclairement l'épaisseur du film. la composition des mélanges initiaux (concentration du cristal liquide E7 et du photo-amorceur) a été étudiée. Des mesures électro-optiques ont été effectuées et reliés à la structure morphologique des matériaux élaborés. Les résultats expérimentaux montrent l'obtention des réseaux H-PDLCs avec des meilleures efficacités et des bonnes réponses électro-optiques par rapport aux matériaux décrits dans la littérature. / Ln this work a detailled study relating to materials containing polymers and liquid crystals of the type PDLC (for Polymer Dispersed Liquid Crystals) and H-PDLC (holographic PDLC) was carried out. The mixtures used include the nematic liquid Crystal blend E7 and acrylate monomers exhibiting various functionalities. The PDLC materials were elaborated by phase separation processes induced by ultraviolet radiation (UV). These materials reveal interesting electro-optical properties which can be used in smart windows with controlled transparency. The influence of the nature of materials employed and the operating conditions was studied using several experimental techniques such as UV-visible and FTIR spectroscopies. and in particular by analysis of the electro-optical responses and by scanning electron microscopy. The holographic materials were prepared by exposing the same initial mixtures to two interfering laser beams of Ar+ type. The dependence of the diffraction efficiency of the elaborated polymer/LC systems was studied as function of the intensity of illumination. thickness of the films. and composition of the initial mixtures (concentration of liquid crystal E7 and photoinitiator). The electro-optical properties were determined and connected to the morphology of the elaborated materials. The experimental results show that the obtained H-PDLC systems reveal better diffraction efficiencies and electro-optical answers compared to materials described in the literature.

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Micrometer-sized liquid-crystal (LC) droplets embedded in a polymer matrix may enable optical switching in the composite film through the alignment of the LC director along an external electric field. When a ferroelectric material is used as host polymer, the electric field generated by the piezoelectric effect can orient the director of the LC under an applied mechanical stress, making these materials interesting candidates for piezo-optical devices. In this work, polymer-dispersed liquid crystals (PDLCs) are prepared from poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) and a nematic liquid crystal (LC). The anchoring effect is studied by means of dielectric relaxation spectroscopy. Two dispersion regions are observed in the dielectric spectra of the pure P(VDF-TrFE) film. They are related to the glass transition and to a charge-carrier relaxation, respectively. In PDLC films containing 10 and 60 wt% LC, an additional, bias-field-dependent relaxation peak is found that can be attributed to the motion of LC molecules. Due to the anchoring effect of the LC molecules, this relaxation process is slowed down considerably, when compared with the related process in the pure LC. The electro-optical and piezo-optical behavior of PDLC films containing 10 and 60 wt% LCs is investigated. In addition to the refractive-index mismatch between the polymer matrix and the LC molecules, the interaction between the polymer dipoles and the LC molecules at the droplet interface influences the light-scattering behavior of the PDLC films. For the first time, it was shown that the electric field generated by the application of a mechanical stress may lead to changes in the transmittance of a PDLC film. Such a piezo-optical PDLC material may be useful e.g. in sensing and visualization applications. Compared to a non-polar matrix polymer, the polar matrix polymer exhibits a strong interaction with the LC molecules at the polymer/LC interface which affects the electro-optical effect of the PDLC films and prevents a larger increase in optical transmission. / Mikrometer-große, in eine Polymermatrix eingebettete Flüssigkristall-Tröpfchen können als elektro-optische Lichtventile fungieren, da die Ausrichtung der Flüssigkristalle durch ein externes elektrisches Feld verändert werden kann. Wird nun ein ferroelektrisches Polymer als Matrix verwendet, so kann das durch den piezoelektrischen Effekt erzeugte und von der äußeren mechanischen Spannung abhängige elektrische Feld den Flüssigkristall ausrichten. Solche Materialien können daher als piezo-optische Lichtventile eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden PDLCs (polymer-dispersed liquid crystals) durch Einbettung von nematischen Flüssigkristallen in Poly(Vinylidenefluoride-Trifluorethylene) (P(VDF-TrFE)) erzeugt. Die Wechselwirkungen an der Grenzfläche zwischen Flüssigkristall und Polymer wurden mittels dielektrischer Spektroskopie untersucht. Im dielektrischen Spektrum des reinen P(VDF-TrFE) wurden zwei Dispersions-Regionen beobachtet, welche vom Glasübergang und einer Ladungsträgerrelaxation des Polymers herrühren. PDLC Folien mit unterschiedlichen Anteilen von Flüssigkristall-Tröpfchen (10 bzw. 60 Gewichtsprozente) zeigten beim Anlegen eines elektrischen Wechselfelds zusatzliche Relaxationseffekte, welche der Bewegung der eingebetteten Flüssigkristall-Moleküle zugeordnet werden konnten. Durch die Einlagerung der Flüssigkristall-Moleküle weist die Struktur eine Relaxation auf, die gegenüber vergleichbaren Prozessen im reinen Flüssigkristall deutlich verlangsamt ist. Des weiteren wurde das elektrooptische und piezo-optische Verhalten der mit 10 und 60 Gewichtsprozent Flüssigkristall geladenen Folien untersucht. Die Lichtstreuung hängt dabei ab von der Fehlanpassung der Brechungsindizes von Polymermatrix und Flüssigkristallen sowie von den Wechselwirkungen der Polymerdipole mit den Flüssigkristall-Molekülen an der Tröpfchenoberfläche. Es konnte erstmalig gezeigt werden, dass die Lichtdurchlässigkeit der PDLC-Folien durch eine externe mechanische Spannung gesteuert werden kann. Dieser Effekt macht das piezo-optische PDLC-Material für die Verwendung in Optik- und Sensoranwendungen interessant. Im Vergleich mit unpolaren Wirtspolymeren zeigen polare Wirtsmaterialien eine deutlich stärkere Wechselwirkung zwischen den Flüssigkristall-Molekülen an der Polymer/Flüssigkristall-Grenzfläche, welche den elektrooptischen Effekt beeinflusst und so die maximale transmissions änderung reduziert.

A key non-destructive technique for analysis, optimization and developing of new functional materials such as sensors, transducers, electro-optical and memory devices is presented. The Thermal-Pulse Tomography (TPT) provides high-resolution three-dimensional images of electric field and polarization distribution in a material. This thermal technique use a pulsed heating by means of focused laser light which is absorbed by opaque electrodes. The diffusion of the heat causes changes in the sample geometry, generating a short-circuit current or change in surface potential, which contains information about the spatial distribution of electric dipoles or space charges. Afterwards, a reconstruction of the internal electric field and polarization distribution in the material is possible via Scale Transformation or Regularization methods. In this way, the TPT was used for the first time to image the inhomogeneous ferroelectric switching in polymer ferroelectric films (candidates to memory devices). The results shows the typical pinning of electric dipoles in the ferroelectric polymer under study and support the previous hypotheses of a ferroelectric reversal at a grain level via nucleation and growth. In order to obtain more information about the impact of the lateral and depth resolution of the thermal techniques, the TPT and its counterpart called Focused Laser Intensity Modulation Method (FLIMM) were implemented in ferroelectric films with grid-shaped electrodes. The results from both techniques, after the data analysis with different regularization and scale methods, are in total agreement. It was also revealed a possible overestimated lateral resolution of the FLIMM and highlights the TPT method as the most efficient and reliable thermal technique. After an improvement in the optics, the Thermal-Pulse Tomography method was implemented in polymer-dispersed liquid crystals (PDLCs) films, which are used in electro-optical applications. The results indicated a possible electrostatic interaction between the COH group in the liquid crystals and the fluorinate atoms of the used ferroelectric matrix. The geometrical parameters of the LC droplets were partially reproduced as they were compared with Scanning Electron Microscopy (SEM) images. For further applications, it is suggested the use of a non-strong-ferroelectric polymer matrix. In an effort to develop new polymerferroelectrets and for optimizing their properties, new multilayer systems were inspected. The results of the TPT method showed the non-uniformity of the internal electric-field distribution in the shaped-macrodipoles and thus suggested the instability of the sample. Further investigation on multilayers ferroelectrets was suggested and the implementation of less conductive polymers layers too. / In dieser Arbeit wird eine zerstörungsfreie Technik zur Analyse, Optimierung, und Entwicklung neuer funktioneller Materialien für Sensoren, Wandler, Speicher und elektrooptische Anwendungen vorgestellt. Die Wärmepuls-Tomographie (engl. Thermal-Pulse Tomography, TPT) liefert dreidimensionale Abbildungen hoher Auflösung von elektrischen Feldern und Polarisationsverteilungen eines Materials. Bei dieser thermischen Methode wird ein fokussierter, gepulster Laserstrahl durch eine undurchsichtige Oberflächenelektrode absorbiert, welche sich dadurch aufheizt. Die einsetzende Wärmediffusion führt – aufgrund der Wärmeausdehnung des Materials – zu Änderungen der Probengeometrie, welche in pyroelektrischen Materialien einen Kurzschlussstrom oder eine Änderung des Oberflächenpotentials zur Folge hat. Diese wiederum enthalten wichtige Informationen über die räumliche Verteilung elektrischer Dipole und Raumladungen im untersuchten Material. Aus dem gemessenen Kurzsschlussstrom kann anschließend das interne elektrische Feld und die Polarisationsverteilung im Material mittels verschiedener Skalentransformations- und Regularisierungsmethoden rekonstruiert werden. Auf diese Weise ermöglichte die TPT-Methode erstmals die Darstellung inhomogener ferroelektrischer Schaltvorgänge in polymeren ferroelektrischen Filmen, welche mögliche Materialien für die Datenspeicherung sind. Die Ergebnisse zeigen eine typische Haftschicht im ferroelektrischen Polymer und unterstützen die Hypothese einer ferroelektrischen Umpolung auf einer der Korngröße äquivalenten Längenskala über Keimbildung und anschließendes Wachstum. Um die Lateral- und Tiefenauflösung zu untersuchen, wurden sowohl die TPT-Methode als auch die äquivalente Methode in der Zeitdomäne (Focused Laser Intensity Modulation Method, FLIMM) auf ferroelektrischen Filme mit Gitterelektroden angewendet. Die Ergebnisse beider Techniken zeigen nach der Datenauswertung mit unterschiedlichen Regularisierungs- und Scale-Methoden eine vollkommene Übereinstimmung. Des Weiteren stellte sich heraus, dass bisherige Untersuchungen der lateralen Auflösung von FLIMM diese möglicherweise überschätzen. Damit behauptet sich TPT als effiziente und verlässliche thermische Methode. Nach einer Optimierung der Optik wurde die TPT-Methode in polymerdispergierten Flüssigkristallen (polymer-dispersed liquid crystals, PDLC), welche in elektrooptischen Anwendungen von Interesse sind, angewendet. Die Ergebnisse deuten auf eine mögliche elektrostatischeWechselwirkung zwischen den COH-Gruppen des Flüssigkristalls und den Fluoratomen der verwendeten ferroelektrischen Matrix hin. Die durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen (scanning electron microscopy, SEM) gewonnenen geometrischen Parameter der Flüssigkristalltröpfchen konnten mittels TPT reproduziert werden. Für weitere Anwendungen werden schwach ferroelektrische Polymermatrices vorgeschlagen. Im Bestreben neue polymere Ferroelektrete zu entwickeln und deren Eigenschaften zu optimieren, wurden neuartige Mehrschichtsysteme untersucht. Die Ergebnisse aus der TPT-Methode zeigen eine Abweichung der Uniformität der inneren Verteilung des elektrischen Feldes in den geformten Makrodipolen, was auf eine Instabilität der Probe hindeutet. Ebenfalls wurden weitere Untersuchungen an Mehrschicht-Ferroelektreten und die Anwendung von halbleitenden Polymerschichten vorgeschlagen.

Une étude des matériaux à base de polymères et de cristaux liquides de type PDLC (pour Polymer Dispersed Liquid Crystals), élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV), a été effectuée pour des mélanges comportant le cristal liquide nématique E7 et le monomère tripropylèneglycoldiacrylate (TPGDA). Ces matériaux possèdent des fonctionnalités électro-optiques intéressantes notamment dans les vitrages à transparence contrôlée. Une analyse par spectroscopie infrarouge des réseaux de polymères élaborés a permis de déduire qu’une conversion quasi-totale des fonctions réactives de type acrylique du monomère est obtenue pour un mélange contenant 70% de cristal liquide et 30% de monomère. Ces matériaux ont été, ensuite, étudiés par différentes techniques de caractérisation, telles que la calorimétrie différentielle, la microscopie optique à lumière polarisée, la microscopie électronique à balayage, et la spectroscopie UV-visible, qui ont permis d’obtenir des renseignements sur les propriétés thermophysiques, morphologiques, et spectrales de ces systèmes.Une modélisation de la réponse électro-optique des films PDLC a été effectuée en utilisant un modèle simple, basé sur une hiérarchie de paramètres d’ordre. Ce modèle, dont les calculs sont effectués dans deux approximations théoriques (RGA et ADA), a donné une description convenable du comportement électro-optique de ces systèmes complexes. L’étude menée sur la confrontation de ce modèle à l’expérience a permis l’obtention d’un certain nombre de résultats intéressants qui sont utiles à la compréhension et à l’amélioration de la réponse électro-optique des films PDLC. / A study of materials based on polymers and liquid crystals of type PDLC (for Polymer Dispersed Liquid Crystals), elaborated by the method of phase separation induced by ultraviolet radiation (UV), was carried out for mixtures containing the nematic liquid crystal E7 and the monomer tripropyleneglycoldiacrylate (TPGDA). These materials possess interesting electro-optical features in particular for privacy windows with controlled transparency.An analysis by infrared spectroscopy of the elaborated polymer networks allowed to deduce that a quasi-total conversion of the reactive acrylic functions of the monomer was obtained for a mixture containing 70 % of liquid crystal and 30 % of monomer. These materials were, then, studied by various techniques of characterization, such as differential scanning calorimetry, polarized optical microscopy, scanning electron microscopy, and UV-visible spectroscopy, who allowed to obtain informations on the thermophysical, morphological, and spectroscopical properties of these systems.An attempt was made to rationalize the electro-optical response of PDLC films by using a simple model, based on a hierarchy of order parameters. Using the theoretical description from two theoretical approximations (RGA and ADA), this model gave a proper description of the electro-optical behaviour of these complex systems. The study led on the confrontation of this model to experimental results, allowing to obtain some interesting results which are useful in understanding and improvement of the electro-optical response of PDLC films.

Arboga motorkulturcenter is a theoretical architectural project that gives the engine interested people a place to be, just like an ice hockey rink or a theater scene. There by treating the cultural interest equally as any other. / Arboga motorkulturcenter är ett teoretiskt arkitekturprojekt som ger de motorintresserade en plats att vara, precis som en ishockeyrink eller en teaterscen. Därigenom behandlas det kulturella intresset som vilket annat.

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