Redox-aktive Organika für magneto-optische Phasen

Moderne Technologien erfordern zunehmend Materialien, die Licht und Magnetismus präzise steuern können. Ein solches Phänomen ist der Faraday-Effekt die Drehung von Licht, wenn es in Anwesenheit eines Magnetfelds durch ein Material geleitet wird. Dieser Effekt ist entscheidend für Geräte, die von der Telekommunikation bis hin zu hochempfindlichen Sensoren für biomedizinische Anwendungen und Bildgebung reichen. Traditionell basieren solche Funktionen auf anorganischen Materialien, die seltene und teure Elemente enthalten, kostenintensiv sind, eine geringe Flexibilität aufweisen und nur schwer an miniaturisierte Anwendungen angepasst werden können. Dieses Projekt zielt darauf ab, neuartige organische Materialien zu entwickeln kohlenstoffbasierte Moleküle, die leicht, anpassbar und nachhaltig sind um diese konventionellen Systeme zu ersetzen oder zu ergänzen. Durch das Design scheibenförmiger Moleküle mit hoher elektronischer Symmetrie und die gezielte Steuerung ihrer Fähigkeit zu reversiblen Redoxreaktionen wollen wir Verbindungen schaffen, die stark auf Magnetfelder reagieren und Licht effizient drehen können. Eine wesentliche Innovation besteht darin, diese Moleküle zu flüssigkristallinen Filmen zu organisieren, deren geordnete Struktur ihre magneto-optische Leistung maximiert. Dieser kombinierte Ansatz, der molekulares Design mit kontrollierter supramolekularer Organisation verbindet, soll neue Grenzen für die Lichtdrehung mit organischen Materialien aufzeigen. Das Projekt wird am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Zusammenarbeit mit weltweit führenden Expert:innen für organische Materialien und magneto-optische Messungen durchgeführt und anschließend an der Universität Wien fortgesetzt, um das erworbene Wissen nach Österreich zu transferieren. Durch die Verbindung von Chemie, Physik und Materialwissenschaften wird diese Forschung nicht nur neue Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Molekülstruktur und magneto-optischen Effekten liefern, sondern auch die Grundlage für miniaturisierte, flexible und nachhaltige Geräte für die Telekommunikation, Sensorik und zukünftige optoelektronische Technologien schaffen.