Fenomeni fotoindotti su cristalli liquidi in un dispositivo opto-microfluidico di LiNbO3

Il seguente lavoro di tesi si occupa di studiare il processo di riorientazione dei cristalli liquidi sottoposti all'azione di un campo elettrico. Il set-up sperimentale si compone di una piattaforma opto-microfluidica integrata in niobato di litio, contenente un canale microfluidico in cui i cristalli liquidi possono esser inseriti e delle guide di luce, le quali opportunamente illuminate permettono di monitorare il fenomeno fisico cercato. Per produrre il campo elettrico vengono sfruttati gli effetti fotorifrattivo e fotovoltaico di volume, che caratterizzano il niobato di litio quando è soggetto ad illuminazione non omogenea. Sono state eseguite 5 run diverse di misure sperimentali in 5 giornate differenti per studiare la riproducibilità del fenomeno. La tesi è strutturata in 3 parti fondamentali: nella prima parte viene presentato il niobato di litio, descrivendone la struttura cristallina e le principali proprietà fisiche. Nella seconda parte vengono descritti i cristalli liquidi, focalizzando l'attenzione sulle principali proprietà quali viscosità, ancoraggio ed interazioni con campi elettrici. Nella terza parte vengono presentate le misure sperimentali eseguite, descrivendo il set-up sperimentale, le misure di calibrazione ed i risultati ottenuti. Infine nella sezione conclusioni vengono proposti dei miglioramenti che si possono apportare al set-up sperimentale ed alla procedura di misura per studiare il fenomeno in modo più approfondito. The following thesis deals with studying the reorientation process of liquid crystals subjected to the action of an electric field. The experimental set-up contains an opto-microfluidic platform made by lithium niobate, containing a microfluidic channel in which liquid crystals can be inserted inside and some waveguides, which allow to study the physical phenomenon, if they are under right illumination. The photorefractive effect and the bulk photovoltaic effect of lithium niobate, when it is under non homogeneous illumination are used to produce the electric field. 5 different run of experimental measurements were done in 5 different days in order to study the physical phenomenon. The thesis is divided into 3 fundamental parts: in the first part the lithium niobate is described, focusing the attention on the crystal structure and its physical properties. In the second part liquid crystals are described, focusing the attention on some physical properties such as viscosity, anchoring and interactions with electric fields. In the third part the experimental set-up, the calibration measurements and the results obtained from the measurements are described. Finally in the section “Conclusions” some possible improvements of the experimental set-up and measurement procedure are described in order to study the physical phenomenon in a better way.