Skip navigation

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/20.500.12128/5329
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorKocot, Antoni-
dc.contributor.authorHylewska, Ewa-
dc.date.accessioned2018-07-11T10:23:00Z-
dc.date.available2018-07-11T10:23:00Z-
dc.date.issued2012-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12128/5329-
dc.description.abstractGłównym celem prowadzonych badań było zweryfikowanie hipotezy o istnieniu fazy typu de Vries i poszukiwanie istotnych informacji na temat natury zjawisk zachodzących w pochylonych fazach smektycznych ciekłych kryształów. Analiza uporządkowania orientacyjnego smektycznych ciekłych kryształów o własnościach antyferroi ferroelektrycznych była oparta na wynikach uzyskanych metodami optycznymi, elektrooptycznymi oraz spektroskopii podczerwieni i spektroskopii dielektrycznej. Dzięki temu, że badania przeprowadzono dla szeregu homologicznego można było dokonać oceny wpływu długości łańcucha alkilowego oraz wpływu podstawienia mezogenu na dynamikę molekuł. Określono szereg parametrów opisujących i charakteryzujących anizotropowe właściwości fizyczne badanych substancji. W części eksperymentalnej pracy, dla sześciu substancji szeregu homologicznego przygotowano próbki o różnych orientacjach (planarnej, homeotropowej) i o różnej grubości. Dla próbek o orientacji planarnej zmierzono anizotropię dielektryczną, dwójłomność optyczną, współczynnik załamania, kąt pochylenia i polaryzację spontaniczną. Dla próbek o orientacji homeotropowej wykonano pomiary w podczerwieni. Badania rozpoczęto od obserwacji tekstur i na tej podstawie określono wstępne diagramy fazowe badanych substancji. Na podstawie pozostałych pomiarów uzupełniono szczegóły diagramów fazowych, zidentyfikowano fazy oraz uzyskano cenne informacje na temat charakteru przejść fazowych, (rysunek 5.1) W ramach pracy wykonano badania optyczne i elektrooptyczne, wyznaczając: dwójłomność optyczną, długości skoku struktury śrubowej dla wszystkich badanych materiałów. Pomiary kąta pochylenia molekuł w warstwie smektycznej pozwoliły wyznaczyć temperaturę krytyczną przejścia pomiędzy fazą paraelektryczną i pochyloną fazą ferro- bądź antyferroelektryczną. Temperaturowa zależność badanej polaryzacji spontanicznej pozwoliła uzyskać komplementarne informacje do pomiarów kąta pochylenia. Wyznaczono temperaturę krytyczną, określano charakter przejścia i zidentyfikowano obserwowane fazy pochylone. Istotnym etapem pracy była analiza dynamiki molekuł w procesach kolektywnych i molekularnych. Dla badanych związków ciekłokrystalicznych zmierzono relaksację dielektryczną w szerokim zakresie niskich częstotliwości. Zaobserwowano cztery mody, wyznaczono dekrementy i czasy. Wyznaczono wielkości charakteryzujące ruchy kolektywne i ruchy molekularne. Poza charakterystycznym modem miękkim i modem molekularnym (reorientacją wokół osi krótkiej molekuły) w widmie dielektrycznym obserwowano silne mody Goldstone'a ferro-, ferri- i antyferroelektryczne. Zmiany odpowiedzi dielektrycznej pozwalały równocześnie określać temperatury przejść fazowych badanych substancji. Analizując wykresy odwrotności inkrementu dielektrycznego i częstości krytycznej, ustalano temperaturę przejścia Tc w pomiarach dielektrycznych. Uzyskane wyniki analizowano, posługując się formalizmem fenomenologicznego modelu Landau'a. Wyniki pomiarów optycznych (temperaturowa zależność skoku helisy), elektrooptycznych (temperaturowych zależności polaryzacji spontanicznej i kąta pochylenia) oraz wyniki pomiarów relaksacji dielektrycznej pozwoliły wyznaczyć szereg parametrów rozwinięcia gęstości energii swobodnej i określić makroskopowe właściwości próbek ciekłokrystalicznych. Zbadano uporządkowanie orientacyjne molekuł, wykorzystując metodę spektroskopii podczerwieni. Ta część badań obejmowała wykonanie pomiarów absorbancji pasm wybranych drgań normalnych, a następnie analizę ich zależności od temperatury dla próbek różnym sposobie uporządkowania, jak również poddanych działaniu pola magnetycznego. Wyznaczone zostały parametry uporządkowania orientacyjnego molekuł, parametr S określający uporządkowanie długich osi molekuł oraz parametr D określający dwuosiowość uporządkowania osi krótkich molekuł. Szczególnie istotne było wyznaczenie parametru dwuosiowości, gdyż jak się okazało, ma on decydujący wpływ na wartość spontanicznej polaryzacji w fazach pochylonych. Ze względu na konieczność właściwego przypisania 1 interpretacji widm wibracyjnych molekuł wykonano modelowanie struktury molekuł i wyznaczono dla nich symulowane widma wibracyjne. Dla bardziej skomplikowanych układów poprawna analiza częstości i intensywności pasm nie byłaby możliwa bez symulacji. Do symulacji struktury zastosowano metodę funkcjonału gęstości (DFT) w dyfuzyjnej bazie funkcyjnej. Dla symulowanych struktur wyznaczono dodatkowo niektóre anizotropowe właściwości molekularne m.in. polaryzowalności i trwałe momenty dipolowe molekuł. Ważny aspekt pracy stanowi analiza pomiarów grubości warstwy smektycznej wykonanych metodą rozpraszania rentgenowskiego. Pomiary te potwierdzają przynależność badanych związków do klasy smektyków typu de Vries. Na fakt ten wskazuje również niski parametr porządku w fazie SmA* (rzędu 0.4 - 0.5) świadczący o znacznym pochyleniu molekuł w tej fazie. Badania przedstawione w pracy dały możliwość wyznaczenia makroskopowych właściwości substancji ciekłokrystalicznych. Pozwoliły zidentyfikować i uzupełnić o dodatkowe fazy antyferroelektryczne diagramy fazowe. Badane związki posiadają pochylone fazy smektyczne ferro- i antyferroelektryczne, które są bardzo obiecujące dla nowej generacji szybkich wyświetlaczy elektrooptycznych, a także różnych aplikacji związanych z przełącznikami optycznymi. Badane w ramach pracy materiały ciekłokrystaliczne wykazują duży odwrotny efekt piezoelektryczny (ELC), co jest typową cechą substancji posiadających fazę typu de Yries.pl_PL
dc.language.isoplpl_PL
dc.publisherKatowice : Uniwersytet Śląskipl_PL
dc.subjectprzemiany fazowepl_PL
dc.subjectciekłe kryształypl_PL
dc.subjectferroelektrykipl_PL
dc.titleBadanie przejścia między fazami smektycznymi SmA* - SmC* w ferroelektrycznych ciekłych kryształach z trójfenylowym mezogenempl_PL
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesispl_PL
Appears in Collections:Rozprawy doktorskie (WNŚiT)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Hylewska_Badanie_przejscia_miedzy_fazami_smektycznymi.pdf4,4 MBAdobe PDFView/Open
Show simple item record


Items in RE-BUŚ are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.