Nowe materiały elektrooptyczne na bazie chiralnych

Nowe materiały elektrooptyczne na bazie chiralnych ferroelektrycznych
ciekłych kryształów
Miejsce realizacji: Zakład Fizyki Ciekłych Kryształów IFM PAN
http://www.ifmpan.poznan.pl/scientificd.php?div=6
Kontakt: dr hab. Jerzy Hoffmann, email: [email protected], tel.618 695 164 .
Wprowadzenie:
Polarność warstw smektycznych ferroelektrycznych ciekłych kryształów (FCK) sprawia, że
przyłożenie do ciekłego kryształu nawet słabego pola elektrycznego znacznie zmienia jego
makroskopowe właściwości optyczne i dielektryczne. Ta cecha ferroelektrycznych ciekłych
kryształów decyduje o ich atrakcyjności w sferze zastosowań. Przydatność FCK przy konstrukcji
wyświetlaczy i ekranów zależy nie tylko od tego jak łatwo można polem elektrycznym sterować ich
właściwościami, ale również od tego jak szybko reagują na zmiany sygnałów sterujących. Z
dotychczasowych badań wynika, że właściwości fazy Sm Cα są pod tym względem dużo lepsze od
tych, jakie charakteryzują stosowaną aktualnie fazę SmC*. Bardzo rozwinięta w ostatnich latach,
dzięki olbrzymiemu postępowi technologii chemicznej możliwość "programowania" właściwości
nowych syntetyzowanych materiałów ciekłokrystalicznych może być wykorzystana tylko wtedy, gdy
dobrze znana jest struktura charakteryzująca nowy produkt. Ten warunek w przypadku fazy Sm Cα nie
jest spełniony a prace badawcze, których celem jest wyjaśnienie zagadki struktury fazy Sm Cα obok
znaczenia poznawczego, zyskują dodatkową wartość przybliżając moment jej zastosowania w
urządzeniach technicznych.
Cel naukowy pracy i proponowane metody badawcze.
Faza Sm Cα zachowuje się jak kryształ optycznie jednoosiowy a z badań rentgenograficznych wynika,
że grubość warstw smektycznych jest mniejsza od długości molekuł, zatem molekuły w tej fazie są
pochylone. Jaką strukturę musi mieć pochylona faza smektyka C* by być jednoosiową optycznie?
Celem badań, których wykonanie planowane jest w ramach pracy doktorskiej, jest
dostarczenie doświadczalnych argumentów, które mogłyby być użyteczne w dyskusji na temat
struktury fazy Sm Cα.
Eksperymenty zaplanowane do wykonania w ramach pracy powinny spełniać dwa warunki:
- koncentrować się na takich właściwościach fazy Sm Cα, które w modelach teoretycznych różnią się
najbardziej ( np. bardzo krótki skok spirali lub brak spirali, skorelowanie kierunków
długich osi molekuł w warstwach smektycznych lub brak korelacji),
- dawać nadzieję na wykonanie precyzyjnych pomiarów metodami dostępnymi w laboratoriach
IFM PAN.
Planowane jest wykonanie następujących eksperymentów:
1. Umożliwiających wyznaczenie polaryzacji fleksoelektrycznej (PF) - jednoczesnego
pomiaru przenikalności elektrycznej i amplitudy efektu elektrooptycznego.
2. Badania dyspersji przenikalności elektrycznej i efektu elektrooptycznego. Istnienie osi śrubowej
w tego typu badaniach objawia się w postaci osobnego pasma. Większość pomiarów powinna być
wykonana w przedziale temperatur rozszerzonym o obszary obejmujące przejścia oraz w funkcji
natężenia pola elektrycznego.
3. Ważnym elementem badań temperaturowych, zwłaszcza w odniesieniu do obszaru temperatur
przejść fazowych, jest rejestracja obrazów z mikroskopu polaryzacyjnego. Analiza zdjęć
wykonanych przy użyciu szybkiej kamery (do 30000 klatek/s) skorelowana z wynikami innej,
rejestrowanej wielkości fizycznej (jednoczesny zapis), dostarcza cennych informacji na temat
przebiegu i dynamiki procesów przełączania FCK.