Исследование переноса и накопления заряда в жидких кристаллах нематического и холестерического типа

• Автор: Мошель, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Чернигов
• Количество страниц: 169 c. : ил

ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

(литературный обзор)

§ 1.1. Общие сведения о жидких кристаллах

§ 1.2. Основные физические свойства

§ 1.3. Темновая проводимость мезоморфных соединений

§ 1.4. Механизмы генерации и переноса темновых носителей заряда в ЖК и родственных им органических
соединений

§ 1.5. Нестационарные процессы проводимости и объемный

заряд в жидких кристаллах

Выводы

Глава II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

§ 2.1. Характеристика объектов исследования
§ 2.2. Очистка исследуемых соединений
§ 2.3. Конструкция измерительных ячеек и подготовка
образцов
§ 2.4. Описание экспериментальной установки
§ 2.5. Анализ точности измерений
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ
В ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ
§ 3.1. Влияние очистки на проводимость жидких
кристаллов
§ 3.2. Температурная зависимость проводимости жидких
кристаллов
§ 3.3. Влияние электрического поля на проводимость ЖК

§ 3.4. Влияние некоторых примесей на перенос заряда
в ХЖК
Выводы
Глава IV. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ В
ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ
§ 4,1. Влияние температуры и напряжения на величину
объемного заряда в жидких кристаллах
§ 4.2. Исследование механизмов поляризации жидких кристаллов в постоянном электрическом поле
§ 4.3. Возрастающая релаксация тока в жидких кристаллах
§ 4.4. Поляризация и темновая проводимость жидкокристаллического состояния
§ 4.5. Подвижность и коэффициент диффузии носителей
заряда в жидких кристаллах
Выводы
Глава V. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА НА НЕКОТОРЫЕ
ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В НЖК
§ 5.1. Влияние электрического поля на размеры рассеивающих центров в НЖК
§ 5.2. Переориентация нематического жидкого кристалла
в электрических полях различных конфигураций.... 125 § 5.3. Электрооптика НЖК в структуре металл-диэлектрикжидкий кристалл-металл
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУШ

Важнейшими свойствами жидкого кристалла (ЖК) являются упорядоченность осей молекул в пространстве и наличие ориентационных степеней свободы как отдельных молекул, так и всего ЖК-слоя. Именно они приводят к новым физическим эффектам,нигде ранее не наблюдавшимся [1.4]], а также обуславливают высокую чувствительность структуры к незначительным внешним воздействиям: механическим, тепловым, электрическим, магнитным. Поэтому ЖК широко используются в электронике [1.10], оптической промышленности [2.20], вычислительной технике [1.22] в качестве чувствительных индикаторов температуры [2.41], электромагнитных полей [1.14], в модуляторах и преобразователях света [2.38], в технологии неразрушающего контроля [2Д00].
Актуальность темы. Применение Ж в неразрушающем контроле [2.27; 2.50; 2.54] выявило ряд задач, решение которых связано с наложением к Ж-слою постоянных электрических полей [2.6; 2.88]. В этом случае необходим учет влияния поляризационных процессов на электрооптику, что невозможно без изучения закономерностей переноса заряда в мезофазе.
Несмотря на значительное число работ по электропроводности Ж, которые отражены в обзорах и монографиях [1.3; 1.4;1.13; 2.13; 2.157], информация о переносе и накоплении заряда в ЖК при наложении постоянных электрических полей явно недостаточна.
В постоянном электрическом поле Ж, как и другие высокоомные органические соединения, поляризуются, что проявляется в релаксации тока [2.51; 2.95; 2.158]. Т.к.Ж характеризуются ионной проводимостью [1.4], одним из механизмов поляризации является накопление ионного заряда. Однако количественные данные о величине заряда, накапливаемого в ЖК-слое под действием посто-

длительном воздействии нагрева и статической нагрузки фторопласты "текут", что приводит к изменению геометрии ячейки и толщины ЖК-слоя. Поэтому несущим элементом конструкции ячейки являлся высоковольтный электрод I, к которому крепились в сборе кольцевой охранный электрод 2 и круглый измерительный электрод 3. Последние жестко смонтированы на асбоцементном изоляторе 4. При сборке охранного и измерительного электродов все зазоры между элементами 2,3,4,5,б ячейки заполнялись термостойким клеем.
Таким образом обеспечилось требование ГОСТ [2.25]: ,
где к - толщина ЖК-слоя, л с1 - величина зазора между измерительным и охранным электродами. После затвердевания клея блок в сборе прокаливался в термостате при температуре 300*400°С, затем плоскость электродов шлифовалась и полировалась до необходимого класса чистоты. Во внутренней части охранного электрода выполнены окно 12 для заполнения ячейки, окна 13 - контрольные. Толщина ЖК задавалась стеклянной прокладкой.
При необходимости паралельного исследования электрофизических и электрооптических свойств ЖК-слоя использовалась известная "сендвич-ячейка", электродами в которой служили нанесенные на стекло проводящие пленки: $п0£% 0ь и др. В этом случае на одном из стекол со стороны проводящего слоя высокочастотным электроискровым разрядом выжигалась конфигурация измерительного электрода, а окружающая его пленка играла роль охранного электрода (рис.2.2).
2.3,2. Получение ориентированных слоев ЖК.
Планарную ориентацию НЖК получали по методу Шаттлена - путем профилирования поверхности. Для натирания электродов были испробованы различные материалы: бумага, ткань, кожа. Лучшие результаты дала полировка электродов на фетровом кругу, который