Главная  Электрооптические эффекты 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [ 11 ] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

-(22+24) {SiS2-\-tit2) ,

где So=-kilku; to=-2/22-

В соответствии со значениями kin (деформационные модули) можно записать выражение свободной энергии для того или иного типа ЖК-

Модули kih малы по сравнению с деформационными модулями кручения 22 и продольного изгиба квз, которые в основном и характеризуют смектический ЖК. Для нематических ЖК So==i2=0, и только коэффициенты кц, 22, кзз, 24 отличны ОТ нуля, в случае холестери-ческих ЖК

22¥=0, 24=0 и to = k2jk22¥=0.

При однородной ориентации образца (так называемой гранжановой плоскостной текстуре) имеется лишь кручение, характеризуемое 22- Модули деформации кц, 22, 33 были измерены экспериментально. Значения деформационных модулей для нематического ЖК в зависимости от температуры показаны для п-азоксианизола на рис. 1.6.

Тепловые свойства. Еще один признак, сближающий жидкие кристаллы с твердыми, это анизотропия теплопроводности. Оказывается, ЖК по-разному проводят тепло, если тепловой поток распространяется вдоль молекул или поперек. Например, для нематического жидкого кристалла МББА, существзющего при комнатной температуре, коэффициент теплопроводности, измеренный при распространении теплового потока вдоль дл.инной оси молекул, оказался равным -21-10" Вт/(м-град), а при

распространении теплового потока перпендикулярно длинным осям молекул j= 12,5-10-* Вт/(м2-град).

В температурной области существования ЖК теплопроводность существенно не меняется. Наличие анизотропии теплопроводности приводит к тепловому градиенту и переориентации молекулярной структуры ЖК-

Электрические свойства. Жидкие кристаллы относятся к диэлектрикам. Среднее удельное сопротивление р


Рис. 1.6. Зависимость деформационных модулей НЖК от температуры:

/ - йи, 2 - ftz2, S - кзз



колеблется в пределах ... Ю" Ом-см И зависит от наличия проводящей ток примеси. Диэлектрическая проницаемость е ЖК определяется величиной и направлением постоянного или индуцированного дипольного момента молекул.

Количественно степень упорядоченности жидкого кристалла определяется параметром ориентационного порядка S, введенным Цветковым [1.13]:

5=1/2 (3cos=e-1),

где 6 - угол между осью индивидуальной молекулы ЖК и преимущественным направлением всего ансамбля, а усреднение проведено и по ансамблю, и по времени. Преимущественное направление совпадает с оптической осью жидкого монокристалла и должно быть задано внешним во.здействием (стенкой кюветы, полем, потоком). В соответствии с определением степени упорядоченности 5=1 для твердых кристаллов и 5=0 для изотропно-жидкой фазы. В жидком кристалле 0<5<1 и полностью определяет анизотропию электрических и оптических свойств. В частности, анизотропия диамагнитной восприимчивости, а также электронной части диэлектрической восприимчивости жидкого нематического монокристалла определяется через анизотропию параметров тех же веществ в твердой фазе (например, в п-азоксианизоле):

нжк = \\-У-± = -тв. Aaj = аII - Xj = 5•

Более сложные соотношения имеют место для анизотропии показателя преломления (Дя--=Я1 -п), связанного с Да соотношением Лоренц-Лорентца, включающего в себя ориентационную компоненту (Дв=:в - Sj), и анизотропию электропроводности (До = 0-Cj). Однако

сохраняется общая закономерность монотонного снижения всех, этих величин An, Ае, Да-0 при 5-0.

На рис. 1.7 показаны типичные температурные зависимости степени упорядоченности, показателей преломления, измеренных для вектора поляризации света, парал-ле,пъного (ft) и перпендикулярного {п оптической оси НЖК. удельной электропроводности для составляющих электрического поля, параллельной (Оц) и перпендикуляр-ной (а) оптической оси, и аналогичным образом опреде-



ленных составляющих 4M3Jtektpii4eck6H пбстоотнои (ёц и [1-14]. Следует отметить, что Дя>-0 во всех известных НЖК И СЖК в соответствии с анизотропией электронной поляризуемости молекул.

Анизотропия электропроводности Да жидких кристаллов определяется анизотропией вязкости Дт] и соответ-

ТВ уЮКК

1 \

> 1

10- 1



Рис. 1.7. Характерные температурные зависимости степени упорядоченности (а), показателей преломления (б), диэлектрической постоянной (в) и электропроводности (г) НЖК: . г - температуры фазовых переходов «твердое телоНЖК и НЖК->-изотропиая жидкость»

ствённо анизотропией подвижности носителей заряда. Для нематических ЖК Дет всегда положительна. Это объясняется тем, что движение носителей заряда в на-гравлении длинных осей молекул осуществляется легче.

Например, для нематического ЖК метоксибензилиден-бутиланилина (МББА) ci = 1,05-Ю"Ом~-см", а о==

-0,80-10-8 Ом--см-. Как видим, Да>0, т. е. величина положительная. .В смектических ЖК, наоборот, подвижность носителей заряда больше между слоями, т. е. перпендикулярна длинным осям молекул и, следовательно, Да<0.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [ 11 ] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78]

0.0008