Физические свойства смектической С* фазы жидких кристаллов и принципы создания жидкокристаллических сегнетоэлектриков с заданными электрооптическими свойствами

• Автор: Пожидаев, Евгений Павлович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 375 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПРОБЛЕМАТИКА РАБОТЫ

1.1 .Современная классификация полярных жидких кристаллов

с точки зрения их диэлектрических свойств

1.2. Структура и симметрия фаз жидких кристаллов

1.3. Структура и симметрия фаз хиральных жидких кристаллов.

Дипольное упорядочение в наклонных хиральных смектиках

1.4. Структуры смектических слоев в фазе С* жидких кристаллов

1.5. Диэлектрические свойства С *ЖК

1.6. Фазовый переход смектик А* - смектик С* и феноменологическая теория жидкокристаллических сегнетоэлектриков
1.7. Физические модели ориентации нематических и смектических С* жидких кристаллов твёрдыми поверхностями

1.8. Электрооптика сегнетоэлектрических жидких кристаллов

1.9 Гистерезис в смектических С* электрооптических ячейках
2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Пироэлектрические методы исследования С*ЖК
2.1.1. Пироэлектрический отклик и пироэлектрический коэффициент
2.1.2. Пироэлектрический метод диэлектрических измерений
2.1.3. Метод исследования релаксации возмущений мягкой моды
2.1.4. Пироэлектрические методы измерения упругости и
вращательной вязкости
2.1.5. Пироэлектрический метод измерения поляризации С*ЖК
2.2. Методы исследования жидкокристаллических сегнетоэлектриков,
основанные на измерениях токов переполяризации
2.2.1. Ток переполяризации и диэлектрическая восприимчивость

2.2.2. Измерение спонтанной поляризации и вращательной вязкости методом интегрирования токов переполяризации
2.2.3. Измерение азимутальной вращательной вязкости
по токам переполяризации
2.3. Оптические и электрооптические методы исследования жидкокристаллических сегнетоэлектриков
2.3.1. Идентификация мезофаз жидких кристаллов и измерение
шага спирали геликоида
2.3.2. Регистрация электрооптического отклика С*ЖК
2.3.3. Определение показателя двулучепреломления в фазе С*
жидких кристаллов
2.3.4. Измерение свободной поверхностной энергии С*ЖК
и ориентантов
2.4. Технологическое и материаловедческое обеспечение эксперимента
2.4.1. Подготовка и исследование поверхностей прозрачных
пластин для сборки жидкокристаллических ячеек
2.4.2. Сборка жидкокристаллических ячеек и контроль качества ориентагщи CVKK
2.4.3. Приготовление многокомпонентных жидкокристаллических сегиетоэлектрических смесей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 2
3. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ХИРАЛЬНЫХ СМЕКТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ
3.1. Спонтанная и индуцированная поляризация смектической А*
и С* фаз жидких кристаллов
3.1.1. Спонтанная и индуцированная поляризация в фазах А* и С*
при полной раскрутке геликоида электрическим полем
3.1.2. Флексоэлектрическая поляризация геликоидальной смектической С* фазы

3.2. Механизмы дипольного упорядочения в смектической С* фазе
3.2.1. Моды спонтанной поляризации в смектической С* фазе
3.2.2. Микроскопическая природа дипольного упорядочения
в смектической С* фазе
3.3. Жидкокристаллические сегнетоэлектрические смеси, образованные несегнетоэлектрическими компонентами
3.4. Спонтанная поляризация и геликоидальная структура фазы С*
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 3
4. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТРАНСТВЕННО-ОДНОРОДНЫХ СМЕКТИКОВ С*, ОГРАНИЧЕННЫХ ТВЁРДЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
4.1. Энергетические характеристики ориентации смектиков С*
твёрдыми плоскими поверхностями
4.2. Пропускание полихроматического света однородными слоями смектиков С*, находящимися между скрещенными поляроидами
4.3. Молекулярные аспекты двулучепреломления С*ЖК
4.4. Электрооптический отклик планарно ориентированного пространственно-однородного слоя негеликоидального смектика С*
ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ГЛАВЕ 4
5. ВРАЩАТЕЛЬНАЯ ВЯЗКОСТЬ И ДИНАМИКА ДИРЕКТОРА СМЕКТИЧЕСКОЙ С* ФАЗЫ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ
5.1. Коэффициенты вращательной вязкости смектической С* фазы ЖК
5.2. Молекулярные аспекты вращательной вязкости смектиков С*
5.3. Минимизация времени переориентации директора С*ЖК во внешнем электрическом поле
5.4. Различия в динамике жёстких сердечников и алифатических фрагментов молекул С*ЖК

Возникновение той или иной структуры связано с углом подвеса а молекул жидкого кристалла на поверхности натёртого полимерного покрытия. Угол подвеса - это угол между директором жидкого кристалла и плоскостью подложки, который определяется главным образом химическим строением полимера, используемого в качестве ориентирующего покрытия. В работе [91] показано, что структура СШ возникает, если
9+8 > а (1.4.3),
а С2и
9-8>а (14.4),
так как молекулы СЖК находятся на поверхности смектического конуса при выполнении условия (1.4.3) для СШ и условия (1.4.4) для С2Ш Обычно шевронная структура СШ появляется в фазе С* при фазовом переходе А*-С*, а при дальнейшем охлаждении СЖК в фазе С* возможен переход в структуру С2и [91, 92]. Шевронные структуры СШ и С2Ы существенно отличаются друг от друга по оптическому качеству, что видно из сравнения микрофотографий соответствующих текстур, приведенных на рисунке 1.19.
Рисунок 1.19. Текстуры шевронных состояний в положении погасания полученные в [91]: СШ (слева) и С2и (справа).
Положение погасания слоя СЖК, обладающего шевронной структурой СШ, всегда окрашено, что указывает на селективное пропускание света (рисунок 1.19, слева) и характеризуется наличием мелких игольчатых дефектов, на