Переключение и электрооптика систем полимерных сегнетоэлектрических пленок и жидких кристаллов

• Автор: Гейвандов, Артур Рубенович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕ^^ЕП 14 Е МИ»Ш1*«*ИИ«ЛЧ«|НКН||М>Н«««НШШИШ|«ШШ|ШИ«»НММ<ИШШМ>4ШИ1>4НН««>ИКШ|НШт*Н>5

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Тонкие полимерные сегнетоэлектрические пленки

1.1.1. Пленки на основе сополимеров винилиден фторида

Объемные пленки

Пленки Ленгмюра-Блоджетт

1.1.1. Нейлоны и другие сегнетоэлектрические полимеры

1.1.3. Жидкокристаллические полимеры

1.2. Ориентирование жидких кристаллов

1.2.1. Способы ориентирования ЖК на поверхности

1.2.2. Визуализация сегнетоэлектрических доменов
1.3. Бистабильное переключение в сегнетоэлектрических жидких кристаллах
1.4. Резюме: цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТ
2.1. Приготовление образцов
2.1.1. Приготовление тонких пленок
Подготовка подложки и термическое напыление электродов
Перенос молекулярных слоев сополимера П(ВДФ/ТрФЭ') с поверхности
воды на твердые подложки по методу Ленгмюра-Блоджетт
Метод центрифугирования
2.1.2. Приготовление жидкокристаллических ячеек
Ячейки НЖК
Ячейки СЖК
2.2. Аппаратура и методы измерений
2.2.1. Установка для температурных измерений диэлектрических свойств тонких пленок
Метод Мерца
Метод нелинейной диэлектрической спектроскопии
2.2.2. Установка для исследования электрооптических свойств жидкокристаллических ячеек
2.2.3. Установка для измерения пироэлектрического эффекта
2.3. Моделирование электрооптики СЖК
2.3.1. Уравнения динамики для директора СЖК
2.3.2. Энергия сцепления и «встроенное» электрическое поле
ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СВЕРХТОНКИХ ПОЛИМЕРНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК
3.1. Введение
3.2. Результаты измерений и их обсуждение
3.2.1. Экспериментальные результаты
3.2.2. Моделирование
Общий подход
Квази-однородная модель с учетом полярной поверхностной энергии
Роль квадратичного члена поверхностной энергии
Неоднородная модель
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРООПТИКА СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЕНОК И НЖК
4.1. Введение
4.2. Результаты измерений и их обсуждение
4.3. Выводы
ГЛАВА 5. БИСТАБИЛЬНОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ, ОРИЕНТИРОВАННЫХ ТОНКИМИ ПОЛИМЕРНЫМИ ПЛЕНКАМИ
5.1. Введение
5.2. Результаты измерений и их обсуждение
5.2.1. Экспериментальные результаты
5.2.2. Критерии бистабильного переключения
5.2.3. Результаты численного моделирования
5.3. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВДФ - винилиденфторид ЖК - жидкий кристалл ЛБ - Ленгмюр-Блоджетт ЛГ -Ландау-Гинзбург
НДС - нелинейная диэлектрическая спектроскопия НЖК - нематический жидкий кристалл
П(ВДФ/ТрФЭ) - сополимер винилиденфторида с трифторэтиленом
ПС - поверхностно-стабилизированный
СЖК - сегнетоэлектрический жидкий кристалл
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия
СЭМ - силовая электронная микроскопия
ТГС - тригицинсульфат
ТрФЭ - трифторэтилен
ТеФЭ - тетрафторэтилен
УФ — ультрафиолет
ЭЛ - Эйлер-Лагранж
5СВ - пентилцианобифенил
FLCL - Ferroelectric Liquid Crystal Laboratory
PLLA - poly-L-lactic acid
PZT 30/70 - Pb(Zr0.3oTio.7o)03
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
и, В
Рис.2.6. Гистерезис поляризации, измеренный по методу Мерца на частоте
80 Гц. Снято в пленке ЛБ сополимера П(ВДФ/ТрФЭ) (70/30) (20 монослоев).
Типичная зависимость напряжения на нагрузочном сопротивлении при различных амплитудах подаваемого напряжения и рассчитанная поляризация • представлены на рис.2.5 и 2.6, соответственно. На рис.2.6 остаточная
поляризация Рг соответствует £/*■,//)=0, а коэрцитивное напряжение Пс определяется при Р(Ц) =0 для максимально насыщенной петли.
Метод нелинейной диэлектрической спектроскопии
Схема установки показана на рис.2.7. Изменение температуры образца в диапазоне от минус 30 до +120 °С осуществляется в специально сконструированном термостате с использованием элементов Пельтье и платинового сопротивления в качестве датчиков температуры. Измерительная система представляет собой набор виртуальных приборов (генератор, синхронный детектор, цифровой осциллограф и др.), реализованных в программном продукте РкузЬаЪ, созданном д.ф.-м.н. С.П. Палто для разных целей [94].