Manyetik olarak ayarlı ölçüm Ferroelectric polarizasyon sıvı kristaller içinde

Bu yöntem, yoğun madde fiziği ve malzeme bilimi alanındaki mıknatıs elektrik etkisinin oda sıcaklığında çalışmasıyla ilgili temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, yüksek akışkanlığa sahip sıvı kristalde mıknatıs elektrik etkisini test etmesidir. Her bir sıvı kristal hücreyi oluşturmak için iki cam alt tabaka ile başlayın.

Bir tarafında ITO bulunan, tipik olarak bir santimetre kare olan temiz alt tabakalarla başlayın. Daha sonraki adımlarda yönlendirmeye yardımcı olmak için her bir alt tabakanın kenarına bir çizik atın. Bir spin kaplayıcıda, spin kaplamadan önce alt tabakaların ITO kodlu tarafına poliimid solüsyonu damlatın.

Bittiğinde, alt tabakaları 200 santigrat derecede bir saat pişirin. Ardından alt tabakaları, dönebilen kadife bir silindirin altındaki bir XZ aşamasına götürün. Bir alt tabakayı ITO tarafı yukarı bakacak ve işaretli kenarı silindire bakacak şekilde yönlendirin ve sahneye sabitleyin.

Silindiri çeviri aşamasında başlatın, böylece alt tabaka silindirin altında beş kez ileri geri hareket eder. Alt tabaka, silindir ile temas ettiğinde yumuşak, homojen bir basınca maruz kalmalıdır. Ardından, alt tabakayı almak için silindiri çeviri aşamasında durdurun.

Bittiğinde, alt tabakayı bir dakika boyunca izopropil alkole yerleştirin. Daha sonra alt tabakaları birkaç dakika 80 santigrat derecede kurutun. Şimdi iki ovuşturulmuş alt tabaka ile çalışın.

Alt tabakalara ek olarak, bir ara parça için düz reçine filme sahip olun. Bir alt tabakayı ITO ve poliimid tarafı yukarı bakacak şekilde yerleştirin ve kenarlarında yapıştırıcı biriktirin. Ardından, ikinci alt tabakayı kodlanmış tarafı aşağı bakacak şekilde birincinin üzerine yönlendirin.

İşaretli kenarları hücrenin zıt taraflarında olacak şekilde yönlendirin. Yapıştırmadan önce ikisini hafifçe kaydırın. Alt tabakaların kodlanmış taraflarına gümüş macunlu iletken telleri yapıştırmak için alt tabakaların kaydırılmasıyla oluşturulan bölgeleri kullanın.

Düzeneği 150 derecede bir saat pişirin. Şimdi hücre boşluğunun ölçümlerini yapmak için buna benzer bir kurulum kullanın. Hücreyi, beyaz bir ışık kaynağına dik olacak şekilde ve iletim spektrumunu ölçmek için bir optik spektrometrenin önüne yerleştirin.

Dalga boyunun bir fonksiyonu olarak ölçülen geçirgenlik, bu hücre için yaklaşık 12 mikrometre olan hücre boşluğunun belirlenmesine izin verir. Devam etmek için, bir hücredeki sıvı kristal karışımını hazır bulundurun. Sıvı kristal karışımı, bu iki pirimidin bileşiğinden oluşur.

75 miligram bileşik bir, 25 miligram bileşik iki ile birlikte. Hazırlanan hücreyi 80 santigrat derecede sıcak bir sahneye koyun. Bir spatula ile sıvı kristal karışımını hücreye verin ve kılcal harekete güvenin.

Hücreyi oda sıcaklığına soğutmadan önce yarım saat 80 santigrat derecede tutun. Bir sonraki adım, karışımı karakterize etmektir. Mikroskopta, hazırlanmış bir numuneyi, ışık kaynağıyla aynı hizada olan iki çapraz polarizör arasındaki sıcak bir aşamaya yerleştirin.

Hücredeki dokuları gözlemlemek için mikroskobu odaklayın. Numuneyi oda sıcaklığından 80 santigrat dereceye kadar dakikada 5 santigrat derece hızında ısıtın ve polarizasyon mikrograflarından sıvı kristal fazları tanımlayın. Geçiş sıcaklıklarını belirlemek için gözlemleri kullanın.

Ölçümler, 9 Tesla alanına sahip bir süper iletken mıknatıs gerektirir. Koaksiyel kabloları barındırmak için bir çubuğa sahip mıknatıs için bir ek hazırlayın. Başında bir konektör terminali olmalıdır.

Sonunda, bir hücreyi tutabilecek bir örnek alanı olmalıdır. Hücreyi, manyetik alan alt tabaka yüzeylerine paralel olacak şekilde ekin numune alanına yapıştırın. Hücrenin kablolarını yüksek ve alçak terminallere lehimleyin.

Ayrıca hücrenin en geniş uzunluğuna bir termometre yerleştirin. Hazır olduğunda, eki süper iletken mıknatısın içine yerleştirin. Koaksiyel kablolarla, insertin terminallerini ölçüm cihazlarına bağlayın ve veri toplayın.

İşte sıcaklığın bir fonksiyonu olarak elektrik polarizasyonu, bir elektrometre ile ölçülen yer değiştirme akımının entegre edilmesiyle bulunur. Smektik C-yıldız fazında, yaklaşık 328 Kelvin'de bir manyetik alan uygulandığında sonlu bir polarizasyon gelişir. Sistem, smektik A-yıldız fazına bir faz geçişinden geçtiğinde, polarizasyon kaybolur.

Bu veriler, bir LCR metre ile yarı dört terminalli bir yöntem kullanılarak 100 hertz'de ölçülen dielektrik sabiti içindir. Smektik C-yıldızı fazında, manyetik alan arttıkça bastırılır. Bu, elektrik dipol momenti ile birleştiğinde moleküler oryantasyon durumundaki değişikliğe bağlanabilir.

Smektik A-yıldız fazında, dielektrik sabiti manyetik alandan bağımsızdır. Sıcaklığın sabitlenmesi, manyetoelektrik aktivitenin net bir şekilde gösterilmesini sağlar. 300 Kelvin'de, numune smektik C-yıldızı fazındadır.

Burada elektrik polarizasyonu değişen manyetik alana göre değişir. 100 hertz'de alınan dielektrik sabiti de benzer davranış gösterir. Sıvı kristal smektik A-yıldız fazındayken 335 Kelvin'de gerçekleştirilen ölçümler manyetik alana bağlı değildir.

Dolayısıyla bu yöntem, sıvı kristallerde manyetik olarak ayarlanabilir elektrik polarizasyonu hakkında bilgi sağlayabilir. Elektriksel olarak kontrol edilebilen manyetizma ve sıvı kristallerdeki aydınlatma optik efektleri gibi diğer ölçümlere de uygulanabilir. Her gelişmeden sonra bu teknik, yoğun madde fiziği ve malzeme bilimi, sıvı kristallerde manyetoelektrik kuplaj alanındaki araştırmacıların önünü açıyor.