Measuring Magnetically-Tuned Ferroelectric Polarization in Liquid Crystals

这种方法可以帮助回答凝聚态物理学和材料科学领域关于磁体电效应室温作的关键问题。该技术的主要优点是它测试了高流动性液晶中的磁体电效应。从两个玻璃基板开始，创建每个液晶单元。

从干净的基材开始，一侧有 ITO，通常为 1 平方厘米。在每个基材的边缘划痕，以帮助在后续步骤中确定它们的方向。在旋涂机上，在旋涂之前，将聚酰亚胺溶液滴在基材的 ITO 编码面上。

完成后，将基材在 200 摄氏度下烘烤 1 小时。然后将基材带到 XZ 载物台上，该载物台位于可以旋转的天鹅绒滚筒下方。将基板 ITO 面朝上，使其标记边缘朝向滚轮，然后将其固定在载物台上。

在平移阶段启动滚轮，使基材在滚轮下来回移动五次。当基材与辊子接触时，应承受柔软、均匀的压力。然后在平移阶段停止滚筒以取回基材。

完成后，将底物放入异丙醇中 1 分钟。然后将基材在 80 摄氏度下干燥几分钟。现在使用两个摩擦的基材。

除了基材外，还有用于垫片的扁平树脂膜。放置一个基材，ITO和聚酰亚胺面朝上，并在其边缘沉积胶水。接下来，将第二个基板定向到第一个基板上，使其编码面朝下。

标记的边缘定向到单元格的相对两侧。在粘附它们之前，将两者稍微移动。使用通过移动基板创建的区域，将带有银浆的导线粘合到基板的编码侧。

在 150 摄氏度下烘烤组件 1 小时。现在使用与此类似的设置来执行单元间隙的测量。放置比色皿，使其垂直于白色光源并位于光谱仪前面以测量透射光谱。

测得的透射率作为波长的函数可以确定电池间隙，该电池的间隙约为 12 微米。要继续，请准备好电池中的液晶混合物。液晶混合物由这两种嘧啶化合物组成。

75 毫克化合物 1 和 25 毫克化合物 2。将准备好的细胞放在 80 摄氏度的热台上。用刮刀将液晶混合物引入细胞，并依靠毛细管作用。

将电池保持在 80 摄氏度半小时，然后再冷却至室温。下一步是表征混合物。在显微镜下，将准备好的样品放在两个与光源对齐的交叉偏振器之间的热台中。

聚焦显微镜以观察细胞中的纹理。以每分钟 5 摄氏度的速率从室温加热到 80 摄氏度，并从极化显微照片中鉴定液晶相。使用观测值来确定转变温度。

测量需要能够达到 9 特斯拉磁场的超导磁体。为磁铁准备一个插件，该插件带有一根杆来容纳同轴电缆。在它的头部，应该有一个连接器端子。

在它的末端，应该有一个能够容纳细胞的样品空间。将电池粘在插件的样品空间上，使磁场平行于基板表面。将电池的电线焊接到高低端子。

还要将温度计放在细胞最宽的长度上。准备好后，将插件插入超导磁体。使用同轴电缆，将插件的端子连接到测量仪器并收集数据。

这是作为温度函数的极化，通过将用静电计测量的位移电流积分来找到。在 smectic C 星相中，在施加约 328 开尔文的磁场时会产生有限极化。当系统经历相变到微晶 A 星相时，极化消失。

这些数据是使用 LCR 表的准四端子方法在 100 赫兹处测量的介电常数。在 smectic C-star 相中，随着磁场的增加，它被抑制。这可以归因于分子取向状态的变化，以及电偶极矩。

在 smectic A-star 相中，介电常数与磁场无关。固定温度可以清楚地显示磁电活动。在 300 开尔文时，样品处于 smectic C 星期。

这里的极化随磁场的变化而变化。在 100 赫兹处测得的介电常数显示出类似的行为。当液晶处于 smectic A 星相时，在 335 开尔文下进行的测量不依赖于磁场。

因此，这种方法可以深入了解液晶中磁可调的极化。它还可以应用于其他测量，例如电控磁性和液晶中的照明光学效果。每次开发之后，这项技术都为凝聚态物理学和材料科学、液晶磁电耦合领域的研究人员铺平了道路。