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Polarisation auf der Mesoskala durch geometrische Frustration in kolumnaren supramolekularen Kristallen
Author(s) -
Zehe Christoph S.,
Hill Joshua A.,
Funnell Nicholas P.,
Kreger Klaus,
van der Zwan Kasper P.,
Goodwin Andrew L.,
Schmidt HansWerner,
Senker Jürgen
Publication year - 2017
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.201612122
Subject(s) - chemistry , frustration , physics , crystallography , condensed matter physics
Kolumnare supramolekulare Phasen, die eine Polarisation entlang der Kolumnenachse aufweisen, haben das Potential zur Entwicklung von Datenspeichern mit ultrahoher Dichte, da jede einzelne Kolumne als Speicherelement fungieren kann. Wir zeigen anhand von Untersuchungen der Struktur und Unordnung von vier kolumnaren 1,3,5‐Benzoltrisamiden mittels totaler Röntgenstreuung und DFT‐Rechnungen, dass die Kolumnenorientierung und damit das kolumnare Dipolmoment empfindlich auf geometrische Frustration ist, sofern die Kolumnen in hexagonalen Stabpackungen aggregieren. Die Frustration unterdrückt die konventionelle antiferroelektrische Ordnung und erhöht die Sensitivität für kollektive interkolumnare Packungseffekte. Dieser Befund erlaubt es, Domänen auf der Mesoskala zu erzeugen, die eine spontane Polarisation aufweisen. Unsere Ergebnisse zeigen auf, wie das komplexe Zusammenspiel von sterischen und elektrostatischen Wechselwirkungen durch ein einfaches Design der molekularen Synthone beeinflusst wird, um spontane Polarisation zu erzeugen und die Größe der mesoskopischen Domänen einzustellen.