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]

больших частотах (до 10 кГц), так как схема моста позволяет расширить пределы измерений от 20 Гц до 10 кГц с помошью внешнего генератора и индикатора. На рисунках показаны зависимости s{T) и е (Г)

для МББА (рис. 1.13, кривая /) и ББАБН (рис. 1.14, кривая 4).

При измерении в диапазоне частот от 20 Гц до нескольких килогерц электрическая проводимость постоянна и резко возрастает при дальнейшем увеличении частоты, поскольку начинает сказываться дисперсия диэлектрической проницаемости, и выполняется соотношение о - Р [1. 20 .

Для оценки электрической проводимости используется более простая методика измерения на постоянном токе. Получаемые значения а на постоянном токе меньше в 5-10 раз значений а, измеренных на переменном токе, особенно в случае очень тонких ячеек {10 ... ...20 мкм). Это обстоятельство связано с такими характерными для постоянного тока явлениями, как при-электродные двойные заряженные слои, инжекция с электродов и т. д. .

ГЛАВА 2

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ

2.1. ДОМЕНЫ В НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ

Одной из ключевых проблем жидкокристаллического состояния является взаимодействие мезофазы с внешними полями: электрическим, магнитным, механическим.

Наложение на слой ЖК внешнего электрического или магнитного полей вызывает появление в нем своеобразного рисунка, так называемой доменной картины. Рисунок и форма доменов сложно зависят от внешних условий и внутренней структуры вещества. Открытие доменов послужило причиной развития теорий взаимодействия ЖК состояния с внешними полями и создания ЖК устройств.

Для наблюдения доменов тонкий слой ЖК (обычно 5-50 мкм) помещают между двумя стеклами (рис. 2.1). На поверхность стекол с внутренней стороны нанесены прозрачные токопроводящие электроды, которые разде-



лены изолирующими прокладками. В этом случае вектор напряженности электрического поля и луч располагаются параллельно, т. е. осуществляется наблюдение в продольном электрическом поле.

Наблюдение влияния поперечных электрических полей на тонкий слой ЖК осуществляется в ячейке, показанной на рис. 2.2. Жидкий кристалл помещается между оптическими полированными стеклами. Стекла разде-



Рис. 2.1. Ячейка для наблюдения в продольных электрических полях.

Наблюдение, освещение и действие внешнего электрического поля вдоль оси z; длинные оси молекул расположены вдоль оси у

Рис. 2.2. Ячейка наблюдения в поперечных электрических полях

лены прокладками из металлической фольги, которые являются электродами и одновременно задают толщину жидкокристаллического Слоя. В обоих случаях наблюдение за действием электрического поля ведется перпендикулярно плоскости стекол.

Для работы с ЖК, в которых оптические оси молекул расположены строго в определенном направлении, с так называемыми жидко-монокристаллическими слоями или ориентированными образцами, внутренняя поверхность стекол ячейки специально обрабатывается.

Удельные сопротивления ЖК веществ обычно находятся в пределах 10® ... 10° Ом-см. Однако для получения наиболее надежных результатов при исследовании свойств ЖК этой чистоты недостаточно. Поэтому путем тщательной очистки удельное сопротивление ЖК доводят до 10° ... 102 Ом-см. Изучение поведения ЖК в электрическом поле ведется с помощью поляризационного микроскопа (рис. 2.3).



Осветитель питается от стабилизироЁанибгб йстб1}ййка постоянного тока и снабжается набором интерференционных светофильтров. Для возбуждения используют генератор напряжения. Ячейка с ЖК по.чещастся в термо-статируемой камере. Блок регистрации содержит фотоумножитель, низкочастотный осциллограф, микроамперметр и вольтметр. Для наблюдений в продольном магнитном поле используют электромагнит с отверстиями небольшого диаметра в полюсах электромагнита.

Д п д

Рнс. 2.3. Структурная схема установки для исследования ЖК:

/ - термокамера, 2 - блок возбужденич, 3 - блок регистрации, 4 - блок питания, 5 - фотоумножитель. Л - анализатор, Л - поляризатор, Д - диафрагмы

Под доменом в ЖК понимают упорядоченное изменение направления оптической оси под влиянием внешнего электрического поля, приводящее к возникиовению в тонком слое ЖК определенного рисунка (рис. 2.4) [2.1-2.3].

В некоторых работах домены также называют полосками Бильямса (ячеистым течением) или вихревыми ячейками [2.3-2.5]. Далее такие домены будем называть доменами первого типа. Наблюдения доменной структуры в нематических веществах, у которых диэлектрическая проницаемость е„(измеренная вдоль оптической оси) меньше, чем (измеренная в перпендикулярном направлении), показали, что в ориентированных слоях ЖК домены располагаются параллельными полосами перпендикулярно направлению первоначальной ориентации [2.6]. Много наблюдений [2.7-2.12] проведено с параазоксианизолом (п-азоксианил), который со-



[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