Name: Messung der magnetisch gestimmten ferroelektrische Polarisation in Flüssigkristallen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-15T14:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: Erfahren Sie die Messung magnetisch gestimmter ferroelektrischer Polarisation in Flüssigkristallen bei Raumtemperatur. Dieses Protokoll ermöglicht die Untersuchung magnetoelektrischer Effekte in weichen Materialien.

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Wir danken Prof. Takanishi für seine Hilfe in unserem Experiment. Wir danken auch DIC Corporation bietet die Verbindungen hier untersucht. Diese Arbeit wurde unterstützt durch Beihilfe für JSPS-Fellow (16J02711), JSPS KAKENHI Grant-Nummer 17H 01143 und das Programm für die führenden Graduate Schools "Interaktive Materialien Cadet Programm".

1. Vorbereitung der Flüssigkristall Zellen und die Bestimmung der Zellenabstand
<ol><li>
Vorbereitung der Flüssigkristall Zellen
	<ol>
<li>Geschliffenes Glassubstrate beschichtet mit Indium/Zinn-Oxid (ITO) auf der einen Seite in die gewünschte Größe (typische Größe: 10 x 10 x 1,1 mm, Abb. 2A). Um die Substrate zu schneiden, kratzen Sie eine Linie auf ihrem Gesicht mit einem Glasschneider und überschüssige Glas manuell abzubrechen.</li>
		<li>Wash Cut Glassubstrate mit einem Waschmittel in ein Ultraschallbad mit 35 kHz für 30 min. Spülen sie mit entionisiertem Wasser im Ultraschallbad für 10 min. ersetzen deionisiertes Wasser und spülen Sie die Substrate 5 Mal um Verunreinigungen (Abbildung 2 b) zu entfernen. Blasen Sie Restwasser mit einem Luft-Duster-Pistole mit Sorgfalt, nicht die breiteste Gesichter der Substrate zu berühren ab.</li>
		<li>Polyimid-Lösungen (Ausrichtung Schicht Hobel in Table of Materials) auf die ITO-beschichtete Seite der gewaschenen Substrate und Spin-Mantel der Lösungen bei 5000 u/min für 30 Tropfen s (Abbildung 2). Backen Sie die Substrate bei 200 ° C für 1 h nach Entfernen des Lösungsmittels und Polyimid-Dünnschichten zu heilen.</li>
		<li>Setzen Sie die Substrate auf einer XZ -Bühne, so dass die ITO und Polyimid beschichtete Seite der Substrate nach oben zeigt. Legen Sie die Substrate unter einer Walze mit einem samttuch und Fix die Substrate von Absaugen (Abb. 2D Luft) abgedeckt. Druck eine gleichmäßige und weiche auf die Substrate mit der Walze durch die Anpassung der Höhe der Bühne. Hinweis: Hier wurde die XZ-Bühne von einer Maschinenhalle an der Osaka University gemacht.</li>
		<li>Drehen Sie die Walze zu und verschieben Sie die Phase hin und her unter der Walze 5 Mal entlang der horizontalen Richtung der Substrate durch samttuch reiben. Tauchen Sie die rieb Substrate in Isopropyl-Alkohol in einem 10-50 mL-Glasbehälter für 1 min um Verunreinigungen zu entfernen, und trocknen Sie sie bei 80 ° C für wenige Minuten.</li>
		<li>Kleben Sie die beiden Substrate zusammen mit 12 μm Dicke flache Harz Filme als Abstandshalter. Beachten Sie, dass Kleber nur am Rand der Substrate geeignet sind und die Innenseiten der geklebten Substrate mit ITO und Polyimid beschichtet sind. Stellen Sie sicher, dass die gegenüberliegenden Substrate Antiparallel gerieben worden sind und (ca. 2 mm) leicht verschoben werden, um genügend Räume für elektrische Anschlüsse auf beiden der Substrate (Abb. 2E) bieten.</li>
		<li>Kleben Sie die leitfähige Drähte auf den oben genannten Räumen für Terminals mit Silber Durchführung einfügen (Abb. 2F). Backen Sie die Substrate mit leitenden Drähten bei 150 ° C für 1 h, das Lösungsmittel in die silberne Leitpaste zu entfernen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Bestimmung der Zellenabstand 19<ol>
<li>Die leeren Zellen in 1.1.7 mit weißem Licht verbreiten normal auf ihrer breitesten Fläche vorbereitet zu bestrahlen. Die Transmissionsspektren über ein optisches Spektrometer zu messen, und Pseudo-sinusförmige Schwingung (Abbildung 3), erscheint aufgrund der Fabry-Pérot Effekt20beobachten.</li>
		<li>Schätzen Sie die Zelle Lücke d mithilfe der Beziehung d = λ1λ22 (λ2-λ1), wo die Wellenlängen λ1 und λ 2 bezeichnen ein paar angrenzenden Spitzenwellenlängen in der Transmissionsspektren.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Vorbereitung der Flüssigkristall Mischung und die Einführung in die Zellen
<ol><li>Mischen Sie zwei Verbindungen, 5-octyl-2-(4-octyloxyphenyl) Pyrimidine (compound 1: Abbildung 4A) und (S)-5-decyl-2-[4(2-fluorodecyloxy) Phenyl] Pyrimidine (compound 2: Abbildung 4 b) mit einem Masse-Verhältnis von 3:1 in eine Glasflasche. Bereiten Sie die Lösung insgesamt (75 mg zusammengesetzte 1 und 25 mg von zusammengesetzten 2) 100 mg.</li>
	<li>Stellen Sie die vorbereitete leere Zelle aus Schritt 1.1.7 auf einer heißen Bühne, wobei die Temperatur auf 80 ° C, eine Temperatur, bei der die Mischung von 2.1 in der isotropen Flüssigphase (Abbildung 5 ist). Stellen Sie die Mischung aus Schritt 2.1 in die Zelle mit einem Spatel und haarartige Tätigkeit. Halten Sie die Zellentemperatur bei 80 ° C für 30 min, dann kühlen Sie lassen auf Raumtemperatur mit einer Rate von ca. 5 ° C/Min. ab.</li>
</ol>3. Probe Charakterisierung
<ol><li>Statt einer Zelle gefüllt mit einer Mischung aus Schritt 2.2 auf einer heißen Phase zwischen zwei gekreuzten Polarisatoren und mit Licht bestrahlen. Texturen des Gemisches mit wechselnden Temperatur von Raumtemperatur bis 80 ° C mit einer Rate von 5 ° C/min mit einem Mikroskop zu beobachten (und eine kurze-Pass-Filter mit Abstimmbereich von ~ 600 nm zur Verbesserung der Sichtbarkeit, wie nötig), und Flüssigkristall Phasen von identifizieren Polarisation mikrographen21 (Abbildung 6).</li>
	<li>Bestimmen Sie die Phase Sequenz und Übergang übergangstemperaturen aus der beobachteten Strukturen (Abbildung 5). Schätzen Sie für die SmC * Phase die spiralförmige Steigung als verdoppeln die Streifenbreite.</li>
	<li>Bestätigen die übergangstemperaturen erster Ordnung Phase der Mischung vorbereitet in 2.1 durch differentielle Thermoanalyse (DTA; siehe Tabelle der Werkstoffe und Anweisungen des Herstellers), wonach eine Spitze (oder Dip) Anomalie in einer Phase erster Ordnung Übergang (Abbildung 7).</li>
</ol>(4) dielektrische und Magnetoelectric Messungen
<ol><li>Bereiten Sie einen kommerziellen supraleitenden Magneten (siehe Tabelle der Materialien) mit Temperaturregler (2-400 K) und Magnetfeld (bis zu 9 T) ausgestattet.</li>
	<li>Vorbereiten eine hausgemachten Einlage für den supraleitenden Magneten, besteht aus drei Hauptteilen: Probenraum, eine Rute, einschließlich vier Koaxialkabel und Stecker terminal (Abb. 8A).</li>
	<li>Kleben Sie die Zelle in 2.2 auf der Probenraum des Einsatzes (Abbildung 8 b) vorbereitet. Verbinden Sie die zwei leitfähige Drähte der Zelle zu den Terminals (high und low) der Probenraum durch Löten. Stellen Sie sicher der Zelle Ausrichtung um ein magnetisches Feld in Richtung Parallel zu den Substraten der Zelle anwenden. Legen Sie einen Thermometer auf das größte Flugzeug der Zelle um die Probentemperatur genau zu messen und den Einsatz in der Supraleitende Magnet einführen.</li>
	<li>Schließen Sie die Anschluss-Terminals an ein LCR -Meter (siehe Tabelle der Materialien) mit Koaxialkabel. Messen Sie die Dielektrizitätskonstante als Funktion der Temperatur und Magnetfeld durch quasi-vier terminal Methoden mit dem LCR -Messgerät (siehe Angaben des Herstellers und unsere bisherige Arbeit16).</li>
	<li>Schließen Sie die Anschluss-Terminals an ein Elektrometer (siehe Tabelle der Materialien) mit Koaxialkabel. Messen Sie die Magnetfeld und Temperatur Abhängigkeit der aktuellen Verschiebung mit dem Elektrometer während fegt ein Magnetfeld und Temperatur mit einer Konstanten Rate (1,0 T/min für geschwungene Magnetfeld und 5 K/min für Temperatur fegen; siehe Anweisungen des Herstellers und unsere bisherige Arbeit16). Erhalten Sie elektrische Polarisation durch Integration die Verschiebung aktueller als Funktion der Zeit.</li>
</ol>

<ol><li>Eerenstein, W., Mathur, N. D., Scott, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiferroic+and+magnetoelectric+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Multiferroic and magnetoelectric materials.</a> Nature. 442, 759-765 (2006).</li>
<li>Cheong, S. -W., Mostovoy, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiferroics%3A+A+magnetic+twist+for+ferroelectricity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Multiferroics: A magnetic twist for ferroelectricity.</a> Nature Materials. 6, 13-20 (2007).</li>
<li>Tokura, Y., Seki, S., Nagaosa, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiferroics+of+spin+origin%5BTitle%5D)+AND+%22Reports+on+Progress+in+Physics%22%5BJournal%5D)">Multiferroics of spin origin.</a> Reports on Progress in Physics. 77, 076501(2014).</li>
<li>Fiebig, M., Lottermoser, T., Meier, D., Trassin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+evolution+of+multiferroics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Materials%22%5BJournal%5D)">The evolution of multiferroics.</a> Nature Reviews Materials. 1, 16046(2016).</li>
<li>Kagawa, F., Horiuchi, S., Tokunaga, M., Fujioka, M., Tokura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferroelectricity+in+a+one-dimensional+organic+quantum+magnet%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Physics%22%5BJournal%5D)">Ferroelectricity in a one-dimensional organic quantum magnet.</a> Nature Physics. 6, 169-172 (2010).</li>
<li>Stroppa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+Control+of+magnetization+and+interplay+between+orbital+ordering+and+ferroelectricity+in+a+multiferroic+metal-organic+framework%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Electric Control of magnetization and interplay between orbital ordering and ferroelectricity in a multiferroic metal-organic framework.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50, 5847-5850 (2011).</li>
<li>Wang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoelectric+coupling+in+the+paramagnetic+state+of+a+metal-organic+framework%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Reports%22%5BJournal%5D)">Magnetoelectric coupling in the paramagnetic state of a metal-organic framework.</a> Science Reports. 3, 2024(2011).</li>
<li>Gómez-Aguirre, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+ordering-induced+multiferroic+behavior+in+%5BCH3NH3%5D%5BCo%28HCOO%293%5D+metal-organic+framework%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Magnetic ordering-induced multiferroic behavior in [CH3NH3][Co(HCOO)3] metal-organic framework.</a> Journal of the American Chemical Society. 138, 1122-1125 (2016).</li>
<li>Qin, W., Xu, B., Ren, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+organic+approach+for+nanostructured+multiferroics%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">An organic approach for nanostructured multiferroics.</a> Nanoscale. 7, 9122-9132 (2015).</li>
<li>Scott, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Room-temperature+multiferroic+magnetoelectrics%5BTitle%5D)+AND+%22NPG+Asia+Materials%22%5BJournal%5D)">Room-temperature multiferroic magnetoelectrics.</a> NPG Asia Materials. 5, e72(2013).</li>
<li>Suzuki, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+applied+electric+fields+on+the+positive+magneto-LC+effects+observed+in+the+ferroelectric+liquid+crystalline+phase+of+a+chiral+nitroxide+radical+compound%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Influence of applied electric fields on the positive magneto-LC effects observed in the ferroelectric liquid crystalline phase of a chiral nitroxide radical compound.</a> Soft Matter. 9, 4687-4692 (2013).</li>
<li>Domracheva, N. E., Ovchinnikov, I. V., Turanov, A. N., Konstantinov, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EPR+detection+of+presumable+magnetoelectric+interactions+in+the+liquid-crystalline+state+of+an+iron+mesogen%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetism+and+Magnetic+Materials%22%5BJournal%5D)">EPR detection of presumable magnetoelectric interactions in the liquid-crystalline state of an iron mesogen.</a> Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 269, 385-392 (2004).</li>
<li>Tomašovičová, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Capacitance+changes+in+ferronematic+liquid+crystals+induced+by+low+magnetic+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+E%22%5BJournal%5D)">Capacitance changes in ferronematic liquid crystals induced by low magnetic fields.</a> Phys. Rev. E. 87, 014501(2013).</li>
<li>Lin, T. -J., Chen, C. -C., Lee, W., Cheng, S., Chen, Y. -F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+manipulation+of+magnetic+anisotropy+in+the+composite+of+liquid+crystals+and+ferromagnetic+nanorods%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Electrical manipulation of magnetic anisotropy in the composite of liquid crystals and ferromagnetic nanorods.</a> Applied Physics Letters. 93, 013108(2008).</li>
<li>Mertelj, A., Osterman, N., Lisjak, D., Čopič, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magneto-optic+and+converse+magnetoelectric+effects+in+a+ferromagnetic+liquid+crystal%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Magneto-optic and converse magnetoelectric effects in a ferromagnetic liquid crystal.</a> Soft Matter. 10, 9065-9072 (2014).</li>
<li>Ueda, H., Akita, T., Uchida, Y., Kimura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Room-temperature+magnetoelectric+effect+in+a+chiral+smectic+liquid+crystal%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Room-temperature magnetoelectric effect in a chiral smectic liquid crystal.</a> Applied Physics Letters. 111, 262901(2017).</li>
<li>Clark, N. A., Lagerwall, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Submicrosecond+bistable+electro-optic+switching+in+liquid+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Submicrosecond bistable electro-optic switching in liquid crystals.</a> Applied Physics Letters. 36, 899-901 (1980).</li>
<li>Vantomme, G., Gelebart, A. H., Broer, D. J., Meijer, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+liquid+crystal+networks+for+macroscopic+oscillatory+motion+induced+by+light%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Preparation of liquid crystal networks for macroscopic oscillatory motion induced by light.</a> Journal of Visualized Experiments. (127), e56266(2017).</li>
<li>Yang, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+of+empty+cell+gap+for+liquid-crystal+displays+using+interferometric+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Measurements of empty cell gap for liquid-crystal displays using interferometric methods.</a> Journal of Applied Physics. 64 (9), 4780-4781 (1988).</li>
<li>Born, M., Wolf, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBorn%2C+M+%22Principles+of+Optics%22">Principles of Optics</a>. , 6th ed, Pergamon. New York. (1987).</li>
<li>Dierking, I. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDierking%2C+I+%22Textures+of+Liquid+Crystals%22">Textures of Liquid Crystals</a>. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Weinheim, FRG. (2003).</li>
<li>Filipič, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+properties+near+the+smectic-C%2A+-smectic-A+phase+transition+of+some+ferroelectric+liquid-crystalline+systems+with+a+very+large+spontaneous+polarization%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Review+A%22%5BJournal%5D)">Dielectric properties near the smectic-C* -smectic-A phase transition of some ferroelectric liquid-crystalline systems with a very large spontaneous polarization.</a> Physics Review A. 38, 5833-5839 (1988).</li>
<li>Carlsson, T., Žekš, B., Filipič, C., Levstik, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+model+of+the+frequency+and+temperature+dependence+of+the+complex+dielectric+constant+of+ferroelectric+liquid+crystals+near+the+smectic-C%2A+-smectic-A+phase+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Review+A%22%5BJournal%5D)">Theoretical model of the frequency and temperature dependence of the complex dielectric constant of ferroelectric liquid crystals near the smectic-C* -smectic-A phase transition.</a> Physics Review A. 42, 877-889 (1990).</li>
<li>Michelson, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+realization+of+a+Lifshitz+point+in+liquid+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Physical realization of a Lifshitz point in liquid crystals.</a> Physical Review Letters. 39, 464(1977).</li>
<li>Muševič, I., Žekš, B., Blinc, R., Rasing, T., Wyder, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+diagram+of+a+ferroelectric+chiral+smectic+liquid+crystal+near+the+Lifshitz+point%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Phase diagram of a ferroelectric chiral smectic liquid crystal near the Lifshitz point.</a> Physical Review Letters. 48, 192(1982).</li>
<li>Muševič, I., Žekš, B., Blinc, R., Rasing, T., Wyder, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dielectric+study+of+the+modulated+smectic+C%2A-uniform+smectic+C+transition+in+a+magnetic+field%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Status+Solidi%28b%29%22%5BJournal%5D)">Dielectric study of the modulated smectic C*-uniform smectic C transition in a magnetic field.</a> Physica Status Solidi(b). 119, 727-733 (1983).</li>
<li>Blinc, R., Muševič, I., Žekš, B., Seppen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ferroelectric+liquid+crystals+in+a+static+magnetic+field%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Scripta%22%5BJournal%5D)">Ferroelectric liquid crystals in a static magnetic field.</a> Physica Scripta. 35, 38-43 (1991).</li>
<li>Blinov, L. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBlinov%2C+LM+%22Electrooptical+and+Magnetooptical+Properties+of+Liquid+Crystals%22">Electrooptical and Magnetooptical Properties of Liquid Crystals</a>. , Wiley-Interscience. (1983).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass die erfolgreich hier beschriebenen Methoden die Kupplung in der Flüssigkristall ME gezeigt. Die beobachteten mich und Magneto-Dielektrikum Effekte verbunden mit dem Parlamentsbeschluss Übergang der molekularen Orientierung in einer festen Smectic Schichtaufbau kann. Die Schicht Normalenrichtung n0 in den Schichtaufbau kann jedoch auch geändert werden, durch Anlegen eines Magnetfeldes durch magnetische Anisotropie. Und zwar deshalb, weil die...

Forschung über die magnetoelectric (ME) Wirkung, die Induktion elektrische Polarisation (Magnetisierung) durch ein Magnetfeld (elektrisch), konzentriert sich auf die neue Arten von Anwendungen wie Sensoren und Speichertechnologien. Mit den letzten Studien über mich Multiferroics1,2,3,4, die Zielsysteme im Bereich der mir Studie werden auf verschiedene Arten von Solid-State-Materialien, einschließlich der anorganischen, organischen, ausgedehnt und Metall-organischen Rahmenbedingungen durch die Verwendung von Spin-Gitter-Kupplungen geschickt5,6,7,8,9. Jedoch Raumtemperatur Operation, die für die praktische Nutzung von mir gelöst werden muss Materialien mit ihren ME Kupplungen, ist immer noch eine Herausforderung und eine sehr begrenzte Anzahl von einphasigen Materialien als Raumtemperatur gemeldet wurden Magnetoelectrics10bisher.
Flüssige Kristalle, die einen Parlamentsbeschluss Auftrag, manchmal durch eine partielle positionelle, besitzen auch in Bezug auf mich geprüft wurden Materialien in den letzten Jahren11,12,13,14, 15. einer der Vorteile der flüssigen Kristalle als mir Materialien ist ihre Betriebstemperatur als Flüssigkristall Phasen in der Regel um Raumtemperatur stabilisiert werden. Ein Beispiel von mir Flüssigkristalle bisher beschrieben ist ein Verbund zwischen magnetischen Nano-Plättchen mit senkrecht magnetische Anisotropie und flüssige Kristalle zeigen die nematische Phase, bekannt als die einfachste Flüssigkristall Phase besitzen nur eindimensional Orientierungskurse Bestellung15. Es zeigt das Gegenteil Wirkung auf mich, die Induktion der Magnetisierung durch ein elektrisches Feld, durch die Feldstärke Manipulation der gekoppelten Thrombozyten und molekulare Ausrichtung.
Seit kurzem eine weitere einzigartige Strategie für die ME etablieren Effekt in Flüssigkristallen vorgeschlagenen16war. Der Schwerpunkt dieser Strategie ist die Schaffung eine chiralen Smectic C (SmC *) Phase mit eindimensionalen positionellen Reihenfolge, was zu einer diffusen Schichtaufbau genannt die Smectic Schicht. Kennzeichnend für die SmC * Phase ist, dass eine molekulare Ausrichtung Vektor n mit einem lokalen Elektrisches Dipolmoment pgekoppelt ist. Dieser Zusammenhang wird durch die Kombination von gekippten Orientierung der stabförmigen konstituierenden Moleküle in Bezug auf die Smectic Schicht normal n0 und die Chiralität-induzierte Spiegel (und Umkehrung) Symmetrie brechen in den Molekülen zur Verfügung gestellt. Aus der Sicht von Symmetrien, die ehemalige verwandelt sich die Symmetrie von D∞h (die so genannte SmA Phase, Abb. 1A) in C2h (die so genannte SmC Phase, Abbildung 1 b), und die letzteren bricht die Spiegelsymmetrie von C2h , damit die Symmetrie in C2 reduziert wird (der SmC * Phase, siehe jede Schicht in Abbildung 1). In jedem SmC * Layer darf das Vorhandensein von endlichen Polarisierung entlang der C-Achse2 , das ist normal, n0 und n. Die starke Kopplung zwischen n und p ist essentiell für Ferroelectricity in Flüssigkristallen. In der SmC * Phase n richtet in der spiralförmige Weise durch Schicht für Schicht (Abbildung 1), und folglich gibt es keine makroskopischen Polarisation. Ferroelectricity in solchen Flüssigkristalle wird erreicht, indem starke Oberflächeneffekte, die homogen orientierten Bundesstaat n bekannt als Oberfläche stabilisiert Ferroelektrischen Flüssigkristall (SSFLC) Staat (Abbildung 1) zu stabilisieren. Es sei darauf hingewiesen, dass ferroelektrische Polarisation Umkehr immer begleitet ein Umschalten der Bi-stabile Ausrichtung Staaten durch die Kopplung zwischen n und p17. Als die umgekehrte Wirkung dürfte eine Änderung der molekularen Orientierung der SmC * Phase führen zu einer Änderung der elektrischen Polarisation. Durch magnetische Anisotropie durch Drehungen auf magnetischen Elemente und/oder aromatische Ringe in Flüssigkristall Moleküle und die Flexibilität des n in einem Flüssigkristall Zustand aufgrund von schwächeren molekularen Wechselwirkungen als in einem festen Kristall Zustand verursacht ist n auch abstimmbaren durch ein magnetisches Feld. So kann die SmC * Phase in ein magnetisches Feld induziert homogen orientierten Staat ähnlich wie ein SSFLC Zustand umgewandelt werden. Daher wird die direkte Wirkung auf mich, die Induktion elektrische Polarisation durch ein Magnetfeld erreicht, da die Entwicklung der makroskopischen elektrischen Polarisierung durch eine einheitliche Ausrichtung der n gepaart mit p, in allen Schichten induziert wird.
Wir stellen Verfahren zur Vorbereitung Flüssigkristall Zellen für die Untersuchung von mir Kupplungen und Methoden zur Erkennung der ME Wirkung. Eine Methode für die Vorbereitung der Flüssigkristall Zellen berichtet wurde, in detail vorher18. Hier haben wir modifiziert diese Methode für mich und dielektrische Messungen. Mit der hier beschriebenen Methode erkannt wir magnetisch-abgestimmte elektrische Polarisation, d. h. der direkten Wirkung auf mich, in einem Flüssigkristall zeigt die SmC * Phase bei Raumtemperatur.

<table><tbody><tr><td>Material</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Compound 1: Abbildung 4(A)</td><td>DIC Co., Ltd.</td><td>&ndash; N/A</td><td>PYP-8O8</td></tr><tr><td>Verbindung 2: Abbildung 4(B)</td><td>DIC Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>PYP-10O10F</td></tr><tr><td>ITO-beschichtete Glassubstrate</td><td>Sigma-Aldrich Inc.</td><td>703192-10PK</td><td></td></tr><tr><td>Reinigungsmittel</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td><td>031-10401</td><td></td></tr><tr><td>Ausricht-Lagenhobel</td><td>JSR Co., Ltd.</td><td>AL1254</td><td></td></tr><tr><td>Abstandhalter</td><td>Teijin Film Solutions Co., Ltd.</td><td>Q51-12</td><td></td></tr><tr><td>Glue</td><td>Huntsman Inc.</td><td>ARALDITE RT30</td><td>Zum Verkleben von zwei Untergründen</td></tr><tr><td>Kleber</td><td>M& I Materialien GmbH</td><td>Apiezon H Fett</td><td>Zum Verkleben einer Zelle und einer hausgemachten Einlage</td></tr><tr><td>Silberpaste</td><td>Fujikura Kasei Co., Ltd.</td><td>D-753</td><td></td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ultraschallreiniger</td><td>AS ONE Corp.</td><td></td><td></td>AS52GTU</tr><tr><td>Schleuderbeschichter</td><td>Mikasa Co. Ltd.</td><td>1H-D7</td><td></td></tr><tr><td>Polarisiertes optisches Mikroskop</td><td>Nikon Co., Ltd.</td><td>ECLIPSE LV100N POL</td><td></td></tr><tr><td>Kurzpassfilter</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>FB600-40</td><td></td></tr><tr><td>Optisches Spektrometer</td><td>Ocean Optics Inc.</td><td>USB2000+UV-VIS Differentialthermischer</td><td></td></tr><tr><td>Analysator</td><td>Rigaku Co., Ltd.</td><td>Thermo plus EVO2</td><td></td></tr><tr><td>Supraleitender Magnet</td><td>Quantum Design Inc.</td><td>PPMS</td><td></td></tr><tr><td>LCR-Messgerät</td><td>Keysight Technologies Ltd.</td><td>E4980A</td><td></td></tr><tr><td>Elektrometer</td><td>Keithley Instruments Inc.</td><td>6517A</td><td></td></tr></tbody></table>

messung der magnetisch gestimmten ferroelektrische polarisation in flüssigkristallen

Measuring Magnetically-Tuned Ferroelectric Polarization in Liquid Crystals

Materialien zeigen Kupplung Phänomene zwischen Magnetismus und Elektrizität (Ferro), zog d.h., magnetoelectric Effekte, viel Aufmerksamkeit durch ihre Einsatzmöglichkeiten für zukünftige Technologien wie Sensoren und Lagerung. Herkömmliche Ansätze, die in der Regel Materialien mit magnetischen Metall-Ionen (oder radikale) nutzen zu können, haben jedoch ein großes Problem: nur wenige Materialien sind gefunden worden, um die Kupplung Phänomene bei Raumtemperatur zeigen. Vor kurzem haben wir vorgeschlagen, einen neuen Ansatz zur Raumtemperatur Magnetoelectrics zu erreichen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen konzentriert sich unsere alternative Vorschlag auf ein völlig anderes Material, ein "Liquid Crystal", frei von magnetischen Metall-Ionen. In solchen Flüssigkristalle kann ein Magnetfeld genutzt werden, um den tatsächlichen Zustand konstituierenden Moleküle und die entsprechende elektrische Polarisation durch magnetische Anisotropie der Moleküle Steuern; Es ist eine noch nie da gewesenen Einheit des Effektes, magnetoelectric. Dieses Papier stellt in diesem Zusammenhang ein Protokoll zur Messung der ferroelektrischer Eigenschaften induziert durch ein Magnetfeld, das heißt, die unmittelbare magnetoelectric Wirkung in einem Flüssigkristall. Mit der hier beschriebenen Methode erkannt wir erfolgreich magnetisch-abgestimmte elektrische Polarisation in der chiralen Smectic C-Phase von einem Flüssigkristall bei Raumtemperatur. Zusammen mit der Flexibilität der konstituierenden Moleküle, die direkt die magnetoelectric Antworten betrifft, die eingeführte Methode wird dazu dienen, Flüssigkristall-Zellen mehr Funktionen als Raumtemperatur Magnetoelectrics erwerben können und verknüpft Optische Materialien.

Das Protokoll wird als Erfolg betrachtet, nur wenn die ME in Flüssigkristall Proben Wirkung beobachtet wird. Hier haben wir die direkte Wirkung auf mich in einer Flüssigkristall Probe vorbereitet durch die oben genannten Verfahren gemessen. Für die Messungen wurde ein Magnetfeld in der Ebene angewendet, mit dem Winkel geneigt um etwa 45° von der Reibung Richtung (senkrecht zur Smectic Schichten), da die größte magnetische Feld Induzierte Polarisation in dieser Konfiguration<sup class="xre...

In diesem Bericht stellen wir ein Protokoll zur Prüfung durch die Anwendung der Magnetfelder in Flüssigkristallen direkte magnetoelectric Effekte, d. h., Induktion von ferroelektrische Polarisation. Dieses Protokoll bietet einen einzigartigen Ansatz, unterstützt durch die Weichheit von Flüssigkristallen, Raumtemperatur Magnetoelectrics zu erreichen.

Messung der magnetisch gestimmten ferroelektrische Polarisation in Flüssigkristallen

Materials showing coupling phenomena between magnetism and (ferro)electricity, i.e., magnetoelectric effects, have attracted a great deal of attention due ...

Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen auf dem Gebiet der Physik der kondensierten Materie und der Materialwissenschaften über die Funktionsweise des magnetischen elektrischen Effekts bei Raumtemperatur zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie den magnetischen elektrischen Effekt in Flüssigkristallen mit hoher Fließfähigkeit testet. Beginnen Sie mit zwei Glassubstraten, um jede Flüssigkristallzelle zu erstellen.Beginnen Sie mit sauberen Substraten mit ITO auf einer Seite, in der Regel einen Quadratzentimeter. Machen Sie einen Kratzer an der Kante jedes Substrats, um sie in späteren Schritten besser ausrichten zu können. An einem Schleuderbeschichter wird die Polyimidlösung vor dem Schleuderbeschichten auf die ITO-kodierte Seite der Substrate getropft.Wenn du fertig bist, backst du die Substrate eine Stunde lang bei 200 Grad Celsius. Bringen Sie dann die Substrate auf eine XZ-Bühne, die sich unter einer rotierenden Samtwalze befindet. Richten Sie ein Substrat mit der ITO-Seite nach oben und mit der markierten Kante zur Walze hin aus und fixieren Sie es auf dem Tisch.Starten Sie die Walze in der Translationsstufe, so dass sich das Substrat f

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Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Wir stellen die Synthese von organisch-basierten Ferri Vanadium Tetracyanoethylen (V [TCNE] x, x ~ 2) über den Niedertemperatur chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Diese optimierte Rezeptur ergibt eine Erhöhung der Curie-Temperatur von 400 K bis über 600 K und eine dramatische Verbesserung der magnetischen Resonanzeigenschaften.

Chemical Vapor Deposition eines Organic Magnet, Vanadium Tetracyanethylen

Hier präsentieren wir ein Protokoll zur Untersuchung von Mehrkomponenten-Phasendiagrammen unter Verwendung von extern gesteuerten magnetischen Kügelchen als Flüssigkeitsträger in einem Lab-in-Tube-Ansatz. Dieser Ansatz kann bei Anwendungen hilfreich sein, die versuchen, weitere Informationen über den Phasenwechsel in komplexen Flüssigkeitssystemen zu sammeln.

Phasendiagramm Charakterisierung mit Magnetic Beads als flüssige Träger

Ein Protokoll zur Erkennung und Automatisierung der Modenkopplung in einem voreingestellten nichtlinearen Polarisationsrotationsfaserlaser wird vorgestellt. Die Erkennung einer plötzlichen Änderung des Ausgangspolarisationszustands beim Auftreten einer Modenkopplung wird verwendet, um die Ausrichtung eines Intra-Cavity-Polarisationsreglers zu steuern, um Modensperrbedingungen zu finden.

Automatisierung der Modenkopplung in einem nicht-linearen Polarisationsdrehung Faserlaser durch Ausgabe Polarisationsmessungen

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um einen Orientierungsübergang eines Flüssigkristalls in Abhängigkeit von der Temperatur auszulösen. Es werden Methoden für die Vorbereitung einer Probe beschrieben, um den Übergang und die detaillierte Übergangsentwicklung zu beobachten.

Orientationaler Übergang in einem Flüssigkristall, der durch das thermodynamische Wachstum von Grenzflächenbetonplatten ausgelöst wird

Fertigung-Verfahren für stark magnetisch reagieren Lanthanoid-Ionen chelatisierenden Polymolecular Baugruppen werden vorgestellt. Die magnetische Antwort richtet sich nach der Montage Größe, die durch Extrusion durch Nanopore Membranen zugeschnitten ist. Die Assemblys magnetische Alignability und temperaturbedingte strukturelle Veränderungen werden durch Doppelbrechung Messungen, eine kostenlose Technik, NMR- und kleinen Winkel Neutronenstreuung überwacht.

Fertigung-Verfahren und Doppelbrechung Messungen für die Gestaltung von magnetisch reagieren Lanthanoid-Ionen chelatisierenden Phospholipid-Baugruppen

In diesem Beitrag präsentieren wir ein Protokoll direkt noch eine epitaktische Wachstum flexible Blei Zirkon Titanat Speicherelement Muskovit Glimmer.

Eine Fertigung und Messverfahren für ein flexibles Ferroelektrischen Element basierend auf Van Der Waals Heteroepitaxy

Hier präsentieren wir Ihnen die Protokolle der Differential-Erkennung Analysen der Zeitaufgelösten Infrarot-Schwingungs-Spektroskopie und Elektron Beugung die Beobachtungen der Deformationen der lokalen Strukturen rund um Photoexcited Moleküle in einem einspaltigen ermöglichen Flüssigkristall, indem er eine atomare Perspektive auf die Beziehung zwischen der Struktur und der Dynamik dieses photoaktiven Materials.

Neuartige Techniken zur Beobachtung von Strukturdynamik von Photoresponsive Flüssigkristallen

Ein Protokoll für die Herstellung von eine reflektierende cholesterischen flüssig kristallinen Anzeige Gerät mit einer Redox-responsive chiralen Dotierstoff erlaubt einen schnellen und Niedervolt-Betrieb präsentiert wird.

Eine elektrochemische cholesterischen flüssig kristallinen Gerät für schnelle und Niedervolt-Farbe Modulation

Die photonische Bandstruktur ermöglicht es zu verstehen, wie sich eingegrenzte elektromagnetische Modi in einem photonischen Kristall ausbreiten. In photonischen Kristallen, die magnetische Elemente enthalten, werden solche eingeschränkten und resonanzförmigen optischen Modi von einer verbesserten und modifizierten magneto-optischen Aktivität begleitet. Wir beschreiben ein Messverfahren zur Extraktion der magneto-optischen Bandstruktur durch Fourier Raummikroskopie.

Spektrale und winkelaufgelöste magneto-optische Charakterisierung photoischer Nanostrukturen

Dieses Protokoll zeigt die Herstellung eines photorheologischen Materials, das eine feste Phase, verschiedene flüssige kristalline Phasen und eine isotrope Flüssigphase durch Temperaturerhöhung aufweist. Hier werden Methoden zur Messung der Strukturviskoelastizitätsbeziehung des Materials vorgestellt.

Kontrastreich und schnelles photorheologisches Schalten eines Twist-Bend Nematic Flüssigkristalls

Hier wird eine Methode vorgestellt, um die Birefreringenz von Vakuumfenstern zu messen, indem die fluoreszenzanzahl von Doppler gekühlt 25Mg+ Ionen in einer Ionenfalle maximiert werden. Die Birefrefabierung von Vakuumfenstern verändert die Polarisationszustände des Lasers, die durch Änderung der azimutalen Winkel externer Wellenplatten kompensiert werden können.

In Situ Messung der Vakuumfenster-Birefabenz mit 25Mg+ Fluoreszenz

Erfahren Sie die Messung magnetisch gestimmter ferroelektrischer Polarisation in Flüssigkristallen bei Raumtemperatur. Dieses Protokoll ermöglicht die Untersuchung magnetoelektrischer Effekte in weichen Materialien.

Messung der magnetisch gestimmten ferroelektrische Polarisation in Flüssigkristallen

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