액정에 자석으로 조정 Ferroelectric 편광 측정

이 방법은 자석 전기 효과의 실온 작동에 대한 응집 물질 물리학 및 재료 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 유동성이 높은 액정에서 자석 전기 효과를 테스트한다는 것입니다. 두 개의 유리 기판으로 시작하여 각 액정 셀을 만듭니다.

한쪽 면에 ITO가 있는 깨끗한 기판(일반적으로 1제곱센티미터)으로 시작합니다. 각 기판의 가장자리를 긁어 이후 단계에서 방향을 잡는 데 도움이 됩니다. 스핀 코팅기에서 스핀 코팅 전에 폴리이미드 용액을 ITO 코딩된 기판 면에 떨어뜨립니다.

완료되면 기판을 섭씨 200도에서 1시간 동안 굽습니다. 그런 다음 기판을 회전 할 수있는 벨벳 롤러 아래에있는 XZ 스테이지로 가져옵니다. ITO 면이 위로 향하고 표시된 가장자리가 롤러 쪽으로 향하게 하여 기판을 s에 고정합니다.tage.

변환 단계에서 롤러를 시작하여 기판이 롤러 아래에서 앞뒤로 5번 이동하도록 합니다. 기판은 롤러와 접촉할 때 부드럽고 균일한 압력을 받아야 합니다. 그런 다음 번역 단계에서 롤러를 중지하여 기판을 회수합니다.

완료되면 기판을 이소프로필 알코올에 1분 동안 놓습니다. 그런 다음 기판을 섭씨 80도에서 몇 분 동안 건조시킵니다. 이제 두 개의 마찰 된 기판으로 작업하십시오.

기판 외에도 스페이서용 편평한 수지 필름이 있습니다. ITO와 폴리이미드 면이 위로 향하도록 하나의 기판을 놓고 가장자리에 접착제를 묻습니다. 다음으로, 두 번째 기판을 코딩된 면이 아래로 향하게 하여 첫 번째 기판 위에 놓습니다.

표시된 가장자리가 셀의 반대쪽에 오도록 방향을 지정합니다. 두 개를 부착하기 전에 약간 이동하십시오. 기판을 이동하여 생성된 영역을 사용하여 은 페이스트가 있는 전도성 와이어를 기판의 코딩된 면에 붙입니다.

어셈블리를 섭씨 150도에서 1시간 동안 굽습니다. 이제 이와 유사한 설정을 사용하여 셀 갭을 측정합니다. 셀을 백색 광원에 수직이 되도록 배치하고 투과 스펙트럼을 측정하기 위한 광학 분광계 앞에 놓습니다.

파장의 함수로 측정된 투과율을 통해 이 셀에 대해 약 12마이크로미터인 셀 갭을 결정할 수 있습니다. 계속 진행하려면 셀에서 액정 혼합물을 준비하십시오. 액정 혼합물은 이 두 가지 피리미딘 화합물로 구성됩니다.

화합물 1 75mg과 화합물 2 25mg. 준비된 세포를 섭씨 80도의 뜨거운 무대에 올려 놓습니다. 주걱으로 액정 혼합물을 세포에 도입하고 모세관 작용에 의존합니다.

셀을 실온으로 냉각하기 전에 30분 동안 섭씨 80도로 유지하십시오. 다음 단계는 혼합물을 특성화하는 것입니다. 현미경에서 준비된 샘플을 뜨거운 스테이지에 놓습니다.tage 광원과 일치하는 두 개의 교차 편광판 사이.

현미경의 초점을 맞춰 세포의 질감을 관찰합니다. 실온에서 최대 섭씨 80도까지 분당 5°C의 속도로 샘플을 가열하고 편광 현미경 사진에서 액정 상을 식별합니다. 관측 결과를 사용하여 전이 온도를 확인합니다.

측정에는 9-Tesla 자기장을 처리할 수 있는 초전도 자석이 필요합니다. 동축 케이블을 수용할 막대가 있는 자석용 인서트를 준비합니다. 헤드에는 커넥터 단자가 있어야 합니다.

그 끝에는 세포를 담을 수 있는 샘플 공간이 있어야 합니다. 인서트의 샘플 공간에 셀을 붙여서 자기장이 기판 표면과 평행이 되도록 합니다. 셀의 전선을 높고 낮은 단자에 납땜합니다.

또한 세포의 가장 넓은 길이에 온도계를 놓습니다. 준비가 되면 초전도 자석에 인서트를 삽입합니다. 동축 케이블을 사용하여 인서트의 단자를 측정 기기에 연결하고 데이터를 수집합니다.

다음은 온도의 함수로서의 전기 분극으로, 전위계로 측정된 변위 전류를 통합하여 찾을 수 있습니다. 스멕틱 C-star 위상에서는 약 328 Kelvin에서 자기장을 가할 때 유한 편광이 발생합니다. 시스템이 스멕틱 A-star 위상으로 상전이를 거치면 분극이 사라집니다.

이 데이터는 LCR 미터와 함께 준 4단자 방법을 사용하여 100Hz에서 측정된 유전 상수에 대한 것입니다. 스멕틱 C-star 상태에서는 자기장이 증가함에 따라 억제됩니다. 이것은 전기 쌍극자 모멘트와 결합된 분자 배향 상태의 변화에 기인할 수 있습니다.

smectic A-star 위상에서 유전 상수는 자기장과 무관합니다. 온도를 고정하면 자기 전기 활동을 명확하게 시연할 수 있습니다. 300 Kelvin에서 샘플은 smectic C-star 단계에 있습니다.

여기서 전기 분극은 변화하는 자기장에 따라 달라집니다. 100Hz에서 취한 유전 상수는 유사한 동작을 보여줍니다. 액정이 스멕틱 A-스타 위상에 있을 때 335 켈빈에서 수행되는 측정은 자기장에 의존하지 않습니다.

따라서 이 방법은 액정에서 자기적으로 조정 가능한 전기 분극에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 또한 전기적으로 제어 가능한 자기와 같은 다른 측정에도 적용할 수 있으며, 액정의 조명 광학 효과에도 적용할 수 있습니다. 각 개발 후,이 기술은 응집 물질 물리학 및 재료 과학, 액정의 자기 전기 결합 분야의 연구자들을위한 길을 열어줍니다.