Исследование фазовых состояний тонких пленок жидких кристаллов методами атомно-силовой микроскопии

• Автор: Гирфанова, Флюза Марсовна
• Шифр специальности: 01.04.14, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание

Список сокращений.

Введение.

ГЛАВА 1.0БР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ФИЗИКОХИМИЧЕСКИМ

СВОЙСТВАМ НЖК И МЕХАНИЗМУ ОБРАЗОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ.

1.1.Физикохимические свойства и структурное

строение жидких кристаллов.

1.2.Фазовые переходы в жидких кристаллах

1.3.Топологические дефекты в жидких кристаллах

1.4.Топологические солитоны в жидких кристаллах.

1.5.Наноструктуры в органических соединениях 1.6.роцессы самоорганизации в поверхностных
слоях веществ.
1.7.Методы экспериментальных исследований
поверхностных слоев НЖК.
ГЛАВА 2. МЕТОД АТОМНОСИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ И
ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ.
2.1 .Метод атомносиловой микроскопии
2.2.Применение метода атомносиловой микроскопии
к исследованию геометрических особенностей
нанокластеров в тонких слоях.
2.3.Особенности использования АСМ для исследований
нематических жидких кристаллов.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СТЕКЛООБРАЗНОГО ХОЛЕСТЕРИЧЕСКОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА . МЕТОДОМ АТОМНОСИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ.
3.1 .Выбор образцов и методика подготовки к исследованиям
3.2.Методика экспериментальных исследований холестерического жидкого кристалла в застеклованном
виде АСМ.
З.ЗРезультаты экспериментальных исследований и их анализ
3.4. Выводы к главе 3 ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ НАНОМОЛЕКУЛЯРНЫХ
СЛОЕВ АСММЕТОДОМ.
4.1 .Подбор и подготовка образца НЖК
для исследований.
4.2.0писание методики проведения исследований.
4.3.Результаты исследований, полученные
АСМметодом и их анализ
4.4.рименение вейвлетпреобразования для анализа
АСМизображений
4.5.Анализ моделей наиокластеров и дефектов в нанослоях нематических жидких кристаллов
Выводы к главе 4
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Обнаружено образование нанокластеров с различной симметрией в наномолекулярных слоях жидких кристаллов. Достоверность результатов обеспечена использованием апробированных методов исследований, соответствием экспериментального оборудования целям и задачам исследований и апробированием математических методов обработки АСМ-изображений. Научная и практическая значимость. Полученные в ходе работы результаты представляют интерес для специалистов работающих в области исследования жидких кристаллов. Обоснована разработка новых теоретических и экспериментальных подходов к анализу гомеотропной ориентации жидких кристаллов, которые реализуются в индикаторах приборов и ЖК-дисплеях. Обосновано, что в наномолекулярных слоях ЖК возможна реализация различных нанокластеров, которые определяют структуру и свойства макрослоев. Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: Всероссийской научной конференции: Современные проблемы физики и математики (г. Стерлитамак, - сентября г). Региональной школе-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых но математике и физике (г. Уфа, , и гг. Научно-практической конференции, посвященной -летию основания БашГУ, (Уфа, г. Международной Уфимской зимней школе-конференции по математике и физике для студентов, аспирантов и молодых ученых (Уфа, ), на научно-практической студенческой конференции (Уфа, г. Основные положения выносимые на защиту. Подтверждение методом АСМ спирально-слоистого строения холестерического жидкого кристалла. АСМ-изображений на основе вейвлет-анализа. Самоорганизация и самообразование новых термодинамически устойчивых фаз в наномолекулярных слоях НЖК. Вклад соискателя. Личный вклад автора диссертации включает подбор и разработку методики подготовки образца, выбор режима сканирования, диапазона размеров скана, анализ результатов, была изучена и применена интерфейсная программа обработки АСМ-изображений Image Analisys II. Впервые обоснована математическая обработка АСМ-изображения молекулярно-статистических систем с термодинамическим дрейфом. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ из них 3 статьи в рецензируемых научных журналах, 8 публикаций в сборниках трудов и тезисов конференций. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов, приложения, списка литературы, содержащего 6 наименований. Работа изложена на 2 страницах машинописного текста, включая АСМ-изображений и иллюстраций с данными после применения вейвлег-анализа. Глава 1. Жидкий кристалл — это специфическое агрегатное состояние вещества, в котором оно проявляет одновременно свойства кристалла и жидкости, как правило, обладает существенной анизотропией некоторых свойств. Следует отметить, что далеко не все вещества могут находиться в жидкокристаллическом состоянии и большинство веществ может находиться только в трех, всем хорошо известных агрегатных состояниях: твердом (кристаллическом), жидком и газообразном, но некоторые органические вещества, обладающие сложными молекулами, кроме трех названных состояний, могут образовывать четвертое агрегатное состояние — жидкокристаллическое[,ф Это состояние может возникать, например, при плавлении кристаллов некоторых веществ. При их плавлении образуется жидкокристаллическая фаза, отличающаяся от обычных жидкостей. Эта фаза существует в интервале от температуры плавления кристалла до температуры просветления, при которой жидкий кристалл переходит в обычную жидкость. Рассмотрим отличие жидкого кристалла от жидкости и обычного кристалла и схожесть ряда свойств с ними. Подобно обычной жидкости, жидкий кристалл обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который он помещен. Этим он отличается от известных всем кристаллов однако несмотря на это свойство, объединяющее его с жидкостью, он обладает свойством, характерным для кристаллов. Это — упорядочение в пространстве молекул, образующих кристалл. Но, это упорядочение не такое строгое, как в обычных кристаллах, но тем не менее оно существенно влияет на свойства жидких кристаллов, чем и отличает их от обычных жидкостей.