Pomiar magnetycznie dostrojonej polaryzacji ferroelektrycznej w ciekłych kryształach

Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu fizyki materii skondensowanej i materiałoznawstwa dotyczące działania efektu elektrycznego magnesu w temperaturze pokojowej. Główną zaletą tej techniki jest to, że testuje ona efekt elektryczny magnesu w ciekłym krysztale z wysoką płynnością. Zacznij od dwóch szklanych podłoży, aby utworzyć każdą komórkę ciekłokrystaliczną.

Zacznij od czystych podłoży z ITO po jednej stronie, zwykle o powierzchni jednego centymetra kwadratowego. Zrób rysę na krawędzi każdego podłoża, aby pomóc w orientacji w późniejszych krokach. W powlekarki wirowej wlej roztwór poliimidu na stronę podłoży kodowaną przez ITO przed powlekaniem wirowym.

Po zakończeniu piecz podłoża w temperaturze 200 stopni Celsjusza przez godzinę. Następnie przenieś podłoża do etapu XZ, który znajduje się pod aksamitnym wałkiem, który może się obracać. Ustaw podłoże ITO stroną do góry i zaznaczoną krawędzią w kierunku wałka i przymocuj je do stolika.

Uruchom wałek na etapie translacji, tak aby podłoże poruszało się w przód i w tył pod wałkiem pięć razy. Podłoże powinno być poddawane miękkiemu, równomiernemu naciskowi w kontakcie z wałkiem. Następnie zatrzymaj wałek na etapie translacji, aby pobrać podłoże.

Po zakończeniu umieść podłoże w alkoholu izopropylowym na jedną minutę. Następnie susz podłoża w temperaturze 80 stopni Celsjusza przez kilka minut. Teraz pracuj z dwoma przetartymi podłożami.

Oprócz podłoży należy wykonać płaską folię żywiczną jako przekładkę. Umieść jedno podłoże stroną z ITO i poliimidem do góry i nałóż klej na jego krawędzie. Następnie zorientuj drugie podłoże nad pierwszym zakodowaną stroną do dołu.

Zorientuj zaznaczone krawędzie tak, aby znajdowały się po przeciwnych stronach komórki. Przesuń je nieznacznie przed ich przyklejeniem. Użyj obszarów utworzonych przez przesunięcie podłoży, aby przykleić przewodzące druty przewodzące pastą srebrną do zakodowanych stron podłoży.

Piecz zespół w temperaturze 150 stopni Celsjusza przez godzinę. Teraz użyj konfiguracji podobnej do tej, aby wykonać pomiary przerwy między komórkami. Umieść komórkę tak, aby była prostopadła do źródła światła białego i przed spektrometrem optycznym do pomiaru widma transmisyjnego.

Zmierzona transmitancja w funkcji długości fali pozwala na wyznaczenie przerwy między komórkami, która dla tej komórki wynosi około 12 mikrometrów. Aby kontynuować, przygotuj mieszaninę ciekłokrystaliczną w komórce. Mieszanina ciekłokrystaliczna składa się z tych dwóch związków pirymidyny.

75 miligramów związku jeden, wraz z 25 miligramów związku dwa. Umieść przygotowaną komórkę na gorącym etapie w temperaturze 80 stopni Celsjusza. Za pomocą szpatułki wprowadź mieszaninę ciekłokrystaliczną do komórki i polegaj na działaniu kapilarnym.

Utrzymuj komórkę w temperaturze 80 stopni Celsjusza przez pół godziny przed schłodzeniem do temperatury pokojowej. Kolejnym krokiem jest scharakteryzowanie mieszaniny. Pod mikroskopem umieść przygotowaną próbkę w gorącym stage między dwoma skrzyżowanymi polaryzatorami, które są w jednej linii ze źródłem światła.

Ustaw ostrość mikroskopu, aby obserwować tekstury w komórce. Podgrzej próbkę z szybkością 5 stopni Celsjusza na minutę od temperatury pokojowej do 80 stopni Celsjusza i zidentyfikuj fazy ciekłokrystaliczne na mikrofotografiach polaryzacyjnych. Na podstawie obserwacji wyznacz temperatury przejścia.

Pomiary wymagają nadprzewodzącego magnesu zdolnego do działania pola o natężeniu 9 Tesli. Przygotuj wkładkę do magnesu, która ma pręt do przechowywania koncentrycznych. Na jego czele powinien znajdować się zacisk złącza.

Na jego końcu powinna znajdować się przestrzeń na próbki, która może pomieścić komórkę. Przyklej komórkę w przestrzeni próbki wkładu tak, aby pole magnetyczne było równoległe do powierzchni podłoża. przewody ogniwa do wysokiego i niskiego zacisku.

Umieść również termometr na najszerszej długości komórki. Gdy będziesz gotowy, włóż wkładkę do magnesu nadprzewodzącego. Za pomocą koncentrycznych podłącz zaciski wkładki do przyrządów pomiarowych i zbierz dane.

Oto polaryzacja elektryczna w funkcji temperatury, uzyskana przez całkowanie prądu przemieszczenia zmierzonego za pomocą elektrometru. W smektycznej fazie gwiazdy C skończona polaryzacja rozwija się po przyłożeniu pola magnetycznego o temperaturze około 328 kelwinów. Gdy układ przechodzi przemianę fazową do smektycznej fazy gwiazdy A, polaryzacja zanika.

Dane te dotyczą stałej dielektrycznej mierzonej przy częstotliwości 100 Hz metodą quasi-czterozaciskową z miernikiem LCR. W fazie smektycznej gwiazdy C jest ona tłumiona wraz ze wzrostem pola magnetycznego. Można to przypisać zmianie stanu orientacji molekularnej w połączeniu z elektrycznym momentem dipolowym.

W smektycznej fazie gwiazdy A stała dielektryczna jest niezależna od pola magnetycznego. Ustalenie temperatury pozwala na wyraźne wykazanie aktywności magnetoelektrycznej. W temperaturze 300 kelwinów próbka znajduje się w smektycznej fazie gwiazdy C.

Tutaj polaryzacja elektryczna zmienia się wraz ze zmieniającym się polem magnetycznym. Stała dielektryczna przyjęta przy 100 hercach wykazuje podobne zachowanie. Pomiary wykonywane w temperaturze 335 kelwinów, gdy ciekły kryształ znajduje się w fazie gwiazdy A, nie są zależne od pola magnetycznego.

Tak więc ta metoda może dostarczyć wglądu w magnetycznie przestrajalną polaryzację elektryczną w ciekłych kryształach. Może być również stosowany do innych pomiarów, takich jak elektrycznie sterowany magnetyzm i efekty optyczne oświetlenia w ciekłych kryształach. Po każdym opracowaniu technika ta toruje drogę badaczom w dziedzinie fizyki materii skondensowanej i materiałoznawstwa, sprzężenia magnetoelektrycznego w ciekłych kryształach.