$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מחקר על magnetoelectric (לי) אפקט, תנאי הגיוס של קיטוב חשמלי (מגנוט) על-ידי שדה מגנטי (חשמלי), התמקדה כלפי סוגי יישומים כגון חיישני טכנולוגיות אחסון חדשניים. עם האחרונות מחקרים על לי multiferroics1,2,3,4, מערכת היעד בתחום לי מחקר מורחבות לסוגים שונים של חומרים של מצב מוצק, כולל אי-אורגנית, אורגני, ו מסגרות מתכת-אורגנית, על ידי ניצול ספין-סריג זיווגים הזריזות5,6,7,8,9. עם זאת, המבצע בטמפרטורת החדר, אשר חייב להתבצע על ניצול מעשי של לי חומרים עם הפתולוג המצמדים, הוא עדיין נושא מאתגר ולאחר מספר מוגבל מאוד של חומרים חד-פאזי דווחו גם בטמפרטורת החדר magnetoelectrics עד היום10.
גביש נוזלי, אשר מחזיקים פקודה orientational, לפעמים עם אחד לפי מיקום חלקית, נבדקו גם ביחס לי חומרים בשנים האחרונות11,12,13,14, 15. אחד היתרונות של גביש נוזלי כמוני חומרים הוא טמפרטורת הפעולה שלהם, כמו גביש נוזלי שלבים בדרך כלל התייצבו סביב בטמפרטורת החדר. דוגמא ממני גביש נוזלי שדווחו עד כה הוא שילוב בין ננו-טסיות מגנטי עם חיזקו מגנטי בניצב בגבישים נוזליים מציג שלב nematic, המכונה השלב גביש נוזלי הפשוטה השתלט רק חד-ממדי סדר orientational15. זה מראה היפוכה לי השפעה, אינדוקציה של מגנטיזציה על ידי שדה חשמלי, באמצעות מניפולציה שדה חשמלי של טסיות בשילוב וכיוונים מולקולרית.
יותר לאחרונה, אסטרטגיה ייחודי נוסף כדי לקבוע מה השפעה של גביש נוזלי היה המוצע16. המוקד של אסטרטגיה זו היא ליצור שלב C (SmC *) smectic כיראלי עם סדר לפי מיקום חד-ממדי, וכתוצאה מכך מבנה שכבה כשמאירים בשם השכבה smectic. מאפיין אחד של שלב SmC * הוא וקטור כיוון מולקולרית של n זה משולב עם מומנט דיפול חשמלי מקומי p. המתאם הזה מסופק על ידי השילוב של מוטה אוריינטציית המולקולות המרכיבים אותה כמו רוד את smectic שכבה רגילה n0 , כיראליות-induced ראי (והיפוך) הסימטריה לשבור המולקולות. מנקודת מבט של סימטריות, לשעבר משנה את הסימטריה של D∞h (מה שנקרא SmA שלב, איור 1A) לתוך C2h (מה שנקרא SmC שלב, איור 1B), ו האחרון שובר את הסימטריה מראה של2 Ch כך הסימטריה מצטמצם לתוך C2 (SmC * השלב, ראה כל שכבה ב איור 1C). בכל SmC * שכבה, הנוכחות של קיטוב סופיים מותר לאורך ציר2 C, תופעה נורמלית כדי n0 ו- n. צימוד חזק בין n ו- p חיונית ferroelectricity גבישי נוזלי. בשלב SmC *, n יישור באופן סליליים דרך שכבה אחרי שכבה (איור 1C), לכן יש קיטוב מאקרוסקופית. אין. Ferroelectricity גבישי נוזלי כזה מושגת על ידי שימוש באפקטים משטח חזק, אשר לייצב את המדינה homogeneously אוריינטציה של n הידועה כמדינה מיוצב משטח ferroelectric גביש נוזלי (SSFLC) (איור 1D). יצוין, כי היפוך קיטוב ferroelectric תמיד מלווה של מיתוג של הברית bi יציב כיוון דרך צימוד בין n ו- p17. כמו האפקט ההפוך, צפוי שינוי אוריינטציה המולקולרית של שלב SmC * להצמיח שינוי קיטוב חשמלי. דרך חיזקו מגנטי הנגרמת על ידי ספינים מגנטי רכיבים ו/או הארומטיות מולקולות גביש נוזלי, הגמישות של n במצב גביש נוזלי בגלל אינטראקציות מולקולריים חלשים יותר מאשר במצב גביש מוצק, n הוא גם tunable על-ידי שדה מגנטי. לכן, השלב SmC * יכול להיהפך למצב מגנטי-שדה-induced homogeneously בכיוון דומה למצב SSFLC. לכן, ישיר לי השפעה, אינדוקציה של קיטוב חשמלי על ידי שדה מגנטי, מושגת גם הפיתוח של קיטוב חשמלי מאקרוסקופית הנגרמת על ידי יישור הומוגנית של n בשילוב עם p, בכל הרבדים.
אנחנו מציגים את ההליכים כדי להתכונן גביש נוזלי תאים החקירה של לי זיווגים ומתודולוגיות כדי לזהות מה האפקט. שיטה עבור הכנת גביש נוזלי תאים דווח פירוט בעבר18. כאן, אנחנו ששינה בשיטה זו עבורי ועבור דיאלקטרי מדידות. בשיטת מפורטות כאן, אנחנו זוהה דיסקות, מכוון קיטוב חשמלי, כלומר, ישיר לי השפעה, גביש נוזלי מציג שלב SmC * בטמפרטורת החדר.