Влияние фазового перехода в сверхтонких пленках жидких кристаллов на электрофизические и оптические свойства

• Автор: Хлыбов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы

§ 1.1. Жидкие кристаллы

§ 1.1.1. Общие сведения

§ 1.1.2. Симметрия и сегнетоэлектричество жидких

кристаллов

§ 1.1.3. Фазовые превращения

§ 1.1.4. Оптические и электрофизические свойства

жидких кристаллов

§ 1.1.5. Жидкие кристаллы ДОБАМБЦ и ТДОБАМБЦЦ

§ 1.2. Ленгмюровские пленки
§ 1.2.1. Общие сведения
§ 1.2.2. Перенос монослоев на твердую подложку
§ 1.2.3. Электрические и оптические свойства
§ 1.3. Тонкие пленки смектических жидких кристаллов
§ 1.3.1. Общие сведения
§ 1.3.2. Тонкие пленки жидких кристаллов ДОБАМБЦ и ТДОБАМБЦЦ
§ 1.4. Взаимосвязь адсорбционных свойств и фазовых
переходов на поверхности твердых тел
§ 1.5. Выводы из литературного обзора и постановка задачи
Глава 2. Методика эксперимента
§ 2.1. Характеристики использованных пленок

§ 2.2. Конструкция ячеек, вакуумной установки и нагревательной системы
§ 2.3. Методика электрофизических измерений
§ 2.4. Методика адсорбционных измерений
§ 2.5. Методика оптических измерений
§ 2.6. Методика структурных измерений
Г лава 3. Экспериментальная часть
§3.1. Изотермы сжатия исследуемых ленгмюровских пленок
§ 3.2. Структура сверхтонких пленок ТДОБАМБЦЦ
§ 3.3. Исследование адсорбционных свойств сверхтонких пленок ТДОБАМЦЦ
§ 3.4. Исследование электрофизических свойств тонких пленок ТДОБАМЦЦ
§ 3.4.1. Измерения, проведенные на постоянном токе
§ 3.4.2. Измерения, проведенные на переменном
§ 3.5. Исследование оптических свойств тонких пленок
ТДОБАМЦЦ
§ 3.6. Взаимосвязь структуры пленок ТДОБАМБЦЦ с
оптическими и электрофизическими свойствами
Основные результаты
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Теоретическое и экспериментальное исследование свойств жидких кристаллов продолжает оставаться в центре внимания специалистов, так как результаты этих исследований могут найти непосредственное техническое применение в приборах молекулярной электроники. Для этой цели наибольший интерес представляют сверхтонкие пленки, изготовленные на основе жидких кристаллов. В работах, опубликованных в последние годы, отмечалось, что свойства смектиков в объемной фазе и сверхтонких пленок того же состава существенно отличаются. Кроме того, при уменьшении толщины сверхтонких пленок наблюдается изменение их свойств. Это, прежде всего, касается фазовых переходов, которые в пленках могут происходить послойно по мере изменения температуры. Структура смектиков, как правило, неоднородна по толщине пленки. Так, например, монотонно может изменяться угол наклона директора по отношению к нормали к смектическому слою. Наличие ограничивающих пленку поверхностей оказывает существенное влияние на равновесные и динамические характеристики. Зависимость свойств сверхтонких пленок от их толщины, по-видимому, обусловлена изменением подвижности молекул жидкого кристалла. В настоящее время в научной литературе высказывается сомнение по поводу существования мезофазы в сверхтонких пленках.
В тонких пленках, имеющих структурные дефекты, изменение свойств при фазовом переходе наблюдается, как правило, в достаточно широком интервале температур. Для того чтобы обнаружить фазовый переход и понять, какова природа и механизм этого фазового превращения, необходимо подробное изучение самых различных свойств материала в широком интервале температур, включающем точку перехода.
В литературе в настоящее время практически отсутствуют данные о температурах и природе фазовых превращений в сверхтонких пленках жидких кристаллов, а также об изменении оптических, электрофизических и

можно управлять с помощью подвижного барьера, сжимающего монослой. Это делается в так называемой ленгмюровской ванне (рис. 1.15).
Рис. 1.15 Установка для получения пленок ЛБ.
В состав установки для изучения пленок Ленгмюра и получения пленок ЛБ входят следующие основные блоки:
• емкость, в которой находится жидкость (субфаза), называемая ванной,
• поверхностные барьеры, движущиеся согласованно по краям ванны, навстречу друг другу,
• электронные весы Вильгельми, для измерения величины поверхностного давления в монослое,
• устройство перемещения подложки.
Сама ванна обычно изготавливается из политетрафторэтилена (фторопласта), что обеспечивает химическую инертность и предотвращает возможность утечки субфазы. Материалом для изготовления барьеров может также быть гидрофобный фторопласт, либо иной химически инертный материал. Термостабилизация осуществляется циркуляцией воды по системе каналов находящихся под дном ванны. Установка располагается на виброзащитном основании в специализированном помещении с искусственным климатом - в так называемой “чистой комнате”. Также все используемые химические реактивы должны иметь высшую степень чистоты [56]. Поверхностное давление, т. е. сила, нормированная на единицу длины барьера, равно разности поверхностных натяжений чистой воды и воды с поверхностной пленкой, 7г = <х0-сгН/м. Если уменьшать площадь поверхности воды, на