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]

Также периодически меняется амплитуда, фаза или направление колебаний вышедшей световой волны.

К электрическим свойствам, присущим только доменной структуре жидкокристаллического состояния, по-видимому, можно отнести два явления: диэлектрический гистерезис [2.11] и нелинейную проводимость. Особенно отчетливо оба явления наблюдаются в хорошо очищенных нематических ЖК с отрицательной Ае для толщин жидкокристаллического слоя hlO мкм. В этом случае в ЖК возникает доменная структура второго типа.

ТАБЛИЦА 2.1 ЗАВИСИМОСТЬ ОСТАТОЧНОГО ПОЛЯ И ПОЛЯРИЗАЦИИ ОТ ЧАСТОТЫ [ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Частота внешнего электрического поля, Гц

Остаточное поле, 10 в/см

Поляризация, МО-» К/ма

Частота внешнего электрического поля, Гц

Остаточное

поле, 10* в/см

Поляризация, 10-а К/м»

Температура образца t = 108°С

Температура образца t == 133 °С

0,06

1,24

0,65

0,06

0,500

0,09

2,48

0,65

0,09

0,600

3,72

0,395

0,465

4,35

0,300

0,300

0,250

0,23

0,214

0,23

7,45

0,162

0,156

0,127

0,135

Вид петли диэлектрического гистерезиса при Е- =6 кВ/см и соответствующий вид доменной структуры показаны на рис. 2.21. С ростом поля Е до 30 кВ/см площадь петли увеличивается пропорционально напряжению (рис. 2.22). При 8-9 В образуются домены, простирающиеся в виде параллельных полос через весь образец. С дальнейшим увеличением напряжения число доменов растет, а ширина их убывает. Индуцированная поляризация Р при £=20 кВ/см достигает насыщения и становится равной 21,4-10-* Кл/м [2.30].

Остаточное поле Е зависит от напряженности поля и увеличивается с его ростом. Индуцированная поляризация и остаточное поле зависят также от частоты переменного электрического поля (табл. 2,1),



Вид петли диэлектрического Гистерезиса зависит оТ температуры ЖК (рис. 2.23). С ростом температуры индуцированная поляризация плавно убывает, а при переходе ЖК в изотропную фазу она резко уменьшает-


Рис. 2.23. В[1д петли гистерезиса при различных температурах образца. Верхний рисунок - вид петли, когда ЖК находится в изотропной фазе

S,m/f 150г

100 -


10 - JfO 60 80ЦВ

Рис. 2.22. Зависимость площади петли электрического гистерезиса от напряжения на образце


Z0 и,в

Рис. 2.24. Вольт-амперная характеристика образца для доменной структуры второго типа

ся. Необычно выглядит и вольт-амперная характеристика ЖК (рис. 2.24). Когда в образце ЖК число доменов начинает быстро расти, ток, текущий через ЖК, испытывает насыщение и с дальнейшим ростом напряжения на образце не меняется [2.29].



2.3. ТЕОРИЯ ЭЛЁКТРОбПТИЧЕСКЙХ ЭФФЕКТОВ - В ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ

Пока нельзя считать, что существует единая теория, одинаково хорощо объясняющая все явления, наблюдаемые в тонких слоях ЖК под действием постоянного или переменного электрического полей. Экспериментально установлено, что для существования доменов и эффекта динамического рассеяния нематический ЖК должен обладать проводимостью не более чем 10- Ом--см- и иметь отрицательную диэлектрическую анизотропию (А8<0). Однако Де Же и др. [2.31, 2.32] показали, что этот критерий является достаточным, но не необходи-мым, так как домены наблюдаются и в веществах с положительной Ае.

Наибольщее развитие в объяснении выщеназванных явлений получила так называемая теория гидродинамической, нестабильности, впервые предложенная Хельфри-хом [2.33, 2.34] и развитая впоследствии в работах [2.5, 2.35, 2.36]. Математический подход к нахождению порогового напряжения С/ц образования доменов заключается в рассмотрении .дифференциальных уравнений, которые описывают гидродинамику ЖК, вызванную внещним электрическим полем. Механические напряжения, возникающие в ЖК в результате взаимодействия полей с жидкостью, выражаются как функции максвелловского тензора напряжений. Далее, используя обычные уравнения гидродинамики, граничные условия и постоянные для ЖК, измеренные экспериментально, количественно определяют значение f/n-

В основе математического рещения лежит физическая мо)],ель. Как известно, электрогидродинамическая нестабильность может быть вызвана действием как постоянного, так и переменного электрического поля. Предполагается, что механизм возникновения нестабильности в том и другом случае различен.

Механизм, предложенный Фелиси [2.37-2.39], преобладает При действии постоянного электрического поля, а механизм Керра -Хельфриха -в случае действия переменного электрического поля и слабого постоянного поля [2.34, 2:40]. Модель Фелиси основана на том, что ток возникает в ЖК в результате инжекции. Наиболее приемлемыми носителями зарядов являются электроны, инжектируемые с катода. Инжектируемый электрон может присоединиться к нейтральной молекуле и переме-



[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