Ориентационная релаксация и диэлектрические свойства нематических жидких кристаллов во вращающихся магнитных полях

• Автор: Грибков, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 10бзор экспериментальных и теоретических результатов исследований диэлектрической проницаемости и электропроводности в нематических жидких кристаллах

1.1 Диэлектрическая проницаемость в ориентированных жидких кристаллах

1.2 Релаксация диэлектрической проницаемости в ориентированных жидких кристаллах

1.3 Нематические жидкие кристаллы во вращающемся магнитном поле

1.4 Электропроводность нематических жидких кристаллов

1.5 Постановка задачи, выбор объекта и метода исследования

Глава 2 Экспериментальная установка и методика измерений

2.1 Установка для исследования диэлектрических свойств жидких кристаллов в ротационных магнитных полях

2.1.1 Блок- схема установки

2.1.2 Радиотехническая часть
2.1.3 Магнитомеханическая часть
2.1.4 Измерение электроемкости и электропроводности
2.2 Расчет действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости нематических жидких кристаллов
2.3 Оценка погрешности измерений
2.4 Контрольные измерения
Глава 3 Результаты экспериментальных исследований
3.1 Температурные зависимости электроемкости и электропроводности
3.2 Угловые зависимости электроемкости и электропроводности

3.3 Электроемкость во вращающемся магнитном поле
3.4 Электропроводность во вращающемся магнитном поле............. „ ..
3.5 Переходные процессы при включении магнитного поля
Глава 4 Анализ экспериментальных результатов
4.1 Комплексная диэлектрическая проницаемость в статическом магнитном поле
4.2 Анизотропия действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости в статическом магнитном поле
4.3 Диэлектрическая проницаемость во вращающемся магнитном поле
4.4 Ориентационная релаксация в стационарном режиме вращения магнитного поля
4.5 Низкочастотная составляющая движения директора в нестационарном режиме вращения магнитного поля
4.6 Сравнение результатов с данными, полученными ультразвуковыми методами
Основные результаты и выводы
Литература
Приложение

Введение
Актуальность проблемы. Жидкие кристаллы (ЖК) широко применяются в устройствах отображения информации, различного рода датчиках, оптических модуляторах, системах хранения информации при воздействии быстро меняющихся электрических и магнитных полей. В этой связи актуальными являются экспериментальные исследования ориентационных диэлектрических свойств ЖК, позволяющие получить результаты, которые можно использовать для уточнения структуры жидкокристаллического состояния вещества и кинетических процессов, связанных с переориентацией директора в макроскопических объемах. К сожалению, молекулярный механизм электрогидродинамических неустойчивостей и связанных с ними электрооптических эффектов остается невыясненным, что требует дальнейших комплексных исследований не только в направлении расширения спектра изучаемых объектов, но и более широкого представления методов неравновесной гидро- и термодинамики, электрооптики и т. д. Важное значение имеет одновременное измерение диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности в граничной области ориентационной релаксации, т. е. на стыке высокочастотной релаксации директора и низкочастотной ветви диэлектрической поляризации. Существующие методы изучения релаксационных свойств анизотропных жидкостей не позволяют исследовать динамику ориентационной структуры в условиях широкого варьирования отношением магнитной длины когерентности к линейным размерам образца, в то время как при значительном изменении толщины исследуемого слоя становится возможным проводить анализ на стыке континуальной и статистической теорий. Широкие возможности изучения динамики ориентационных процессов открывает метод вращающегося магнитного поля, продемонстрировавший свои преимущества при изучении различных нематических жидких кристаллов (НЖК) в больших объемах и

квазистационарности накладывает ограничение на радиус диска А
Л ^38-10"3-7=. Для частоты 1 МГц и диэлектрической проницаемости е = 5 У£-
имеем Л ^ 5 .С целью обеспечения стабильности значений электроемкости и электропроводности конденсатор был жестко закреплен в измерительной ячейке и снабжен жесткими выводами, закрепленными в крышке (3) рис.
2.1.3.1. Величина индукции магнитного поля 0,3 Тл выбиралась с учетом
Рис. 2.1.З.1. Эскиз измерительной камеры.
значения индукции насыщения (глава 1). Зазор между пластинами конденсатора составляет d = 2-~3м, что значительно больше магнитной длины когерентности Л(Н) (б(Н)=С/Н, где С «1 Гс-см [49]). При Я=3000 Гс с1(Н) = З.З-Ю^м.
Измерительная камера с жидким кристаллом помещена между полюсами постоянного магнита. Магнит закреплен на платформе для проверки гироприборов УПГ-56, что позволяет задавать различные угловые скорости его вращения (табл. 1п) и исследовать динамику ориентационных процессов НЖК, как в стационарном, так и в нестационарном режиме. При этом нестабильность величины а)н, измеряемая при различных угловых скоростях, не превышает 0,5 %.
Оптические датчики поворота магнита позволяют фиксировать его положение с погрешностью 0,5 °.