Резонансний електроклинний ефект в сегнетоелектричному рідкому кристалі в планарній комірці з рухомою верхньою границею

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

НАУКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ

ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття ступеня кандидата фізико-математичних наук

РЕЗОНАНСНИЙ ЕЛЕКТРОКЛИННИЙ ЕФЕКТ В СЕГНЕТОЕЛЕКТРИЧНОМУ РІДКОМУ КРИСТАЛІ В ПЛАНАРНІЙ КОМІРЦІ З РУХОМОЮ ВЕРХНЬОЮ ГРАНИЦЕЮ

Спеціальність: Фізика молекулярних та рідких кристалів

Півненко Михайло Миколайович

Харків, 1999 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми дисертаційної роботи. Відкриттям сегнетоелектричних властивостей в рідкому кристалі було започатковано дослідження та застосування нового класу матеріалів - сегнетоелектричних рідких кристалів (СРК). Завдяки їх діелектричним властивостям та великій рухомості молекул, СРК дуже чутливі до електричного та магнітного поля і саме ця їх властивість у сполученні з оптичною анізотропією привели до їх широкого використання в пристроях відображення інформації.

Дослідження СРК і сьогодні залишається дуже перспективною частиною фізики та хімії рідких кристалів. Головною причиною цього прогресу є їх широке застосування в пристроях, що засновані на електрооптичному ефекті Кларка-Лагервола, яке стало можливим після відкриття явища поверхневої стабілізації в комірках з обмеженим об'ємом. Як наслідок, були розроблені пристрої з часом електрооптичного перемикання у секундному діапазоні. Зменшення часів спрацьовування в електрооптичному ефекті від мілісекунд до мікросекунд дозволило розглядати рідкокристалічні матеріали, що до того часу успішно застосовувалися загалом тільки в дисплеях, також як перспективні для систем оптичної обробки інформації.

Електрооптичні ефекти та пристрої з підвищеною швидкодією на їх основі, потенційні можливості застосування цього унікального типу матеріалів. Подальше вивчення фізики СРК, виявлення та дослідження раніше невідомих ефектів та шляхів їх використання сьогодні складають актуальну задачу. Серед перспективних напрямків дослідження СРК - електромеханічний ефект та резонансний відгук СРК на імпульсну дію електричного поля, детальне дослідження яких має як фундаментальне, так і прикладне значення.

На початку цієї роботи в літературі було зібрано деяку інформацію про дослідження резонансної поведінки СРК, але багато аспектів, що стосуються резонансного відгуку СРК в умовах обмеженого об'єму та механізми збудження резонансу потребують більш глибокого вивчення. Це обумовлює необхідність всебічного та систематичного дослідження коливальних процесів в СРК у змінному та імпульсному електричному полі з врахуванням сил поверхневої взаємодії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дана робота є складовою частиною планових досліджень у галузі вивчення зв'язків між молекулярною будовою компонентів та макроскопічними характеристиками рідкокристалічних систем, що проводяться в Інституті монокристалів в межах теми Національної Академії Наук України: “Дослідження закономірностей впливу молекулярної будови компонентів на надмолекулярну структуру та макроскопічні параметри рідких кристалів з електричними властивостями і систем з TGB фазами” (номер держреєстрації: 0196U012151, термін виконання 1996-1999 рр.).

Мета роботи - встановлення зв'язку резонансного електроклинного ефекту в сегнетоелектричному рідкому кристалі з граничними умовами та дослідження фізичних закономірностей резонансного ефекту. Для досягнення цієї мети треба було розв'язати ряд конкретних завдань:- Встановлення умов виникнення резонансного відгуку СРК на імпульсну дію (різка зміна напруженості електричного поля):

- Дослідження залежності інтенсивності, частоти та добротності резонансів від температури, напруженості електричного поля та механічних напруженості в текстурі СРК;

- Вимірювання сталої електромеханічного зв'язку в прямому та зворотному електромеханічному ефектах в резонансних умовах;

- Визначення впливу резонансних умов на час поляризації в ефекті Кларка-Лагервола.

Експериментальні методи дослідження. При дослідженні сегнетоелектричних параметрів матеріалів були використані стандартні електрооптичні методики. Конструкції експериментальних установок розроблялись з врахуванням резонансних особливостей планерної комірки з рухомою верхньою пластиною. Для обробки експериментальних результатів використовувались методи нелінійної апроксимації за допомогою комп'ютерного аналізу. Оцінка достовірності результатів проводилась з використанням статистичного розподілу Ст'юдента для малих вибірок.

Наукова новизна роботи. Наукова новизна визначена оригінальними результатами, які одержано вперше:

- Виявлено ефект коливань величини коефіцієнту двох заломлення при імпульсній дії електричного поля на СРК;

- Виявлено існування резонансу текстури СРК та встановлено умови його збудження;

- Досліджено взаємодію резонансу текстури СРК та механічних резонансів комірки. Встановлено існування ефекту синхронізації;

- Запропоновано модель резонансного відгуку в межах феноменологічної теорії Ландау-Де Жена;

- Виявлений та досліджений вплив механічної напруги на текстуру СРК та її резонансні властивості;

- Показано, що в резонансних умовах стала електромеханічного зв'язку збільшується на порядок, а час поляризації в ефекті Кларка-Лагервола зменшується вдвічі.

Практичне значення одержаних результатів обумовлюється перспективністю застосування рідкокристалічних матеріалів в оптоелектронній техніці та інформаційних технологіях. Здобуті закономірності резонансної взаємодії СРК з електричним полем в умовах обмеженого об'єму можуть бути використані для розширення меж використання цих матеріалів. Результати роботи є базовими для розробки резонаторів, електромеханічних перетворювачів та датчиків.

Особистий внесок автора в одержаних наукових результатах полягає в участі в:

- постановці задачі;

- розробці методу дослідження резонансного відгуку сегнетоелектричного рідкого кристалу на електричний імпульс;

створенні експериментальної установки для вимірювання характеристик резонансу СРК;

- в постановці та проведенні експерименту по дослідженню впливу резонансних умов на електромеханічний ефект та час поляризації СРК;

- проведенні математичної обробки та фізичного аналізу здобутих результатів експерименту;

- створенні моделі резонансного відгуку СРК в умовах обмеженого об'єму;

- узагальненні отриманих результатів;

- участі в формулюванні висновків та обґрунтувань.

Публікації та апробація роботи. За темою дисертації опубліковано 17 робіт, з них 5 статей в іноземних та вітчизняних журналах. Основні результати роботи доповідались і обговорювались на таких наукових конференціях: IV та V Європейських конференціях з рідких кристалів (Польща, Закопане, 1997 р. та Греція, Херсонесос, 1999 р.), VII Міжнародній конференції «Нелінійна оптика рідких та фото кристалів» (Україна, Партеніт, 1997 р.), VI та VII Міжнародних конференціях з сегнетоелектричних рідких кристалів (Франція, Брест, 1997 р. та Німеччина, Дармштат, 1999 р.), XVII Міжнародній конференції з рідких кристалів (Франція, Страсбург, 1998 р.), VI Міжнародній конференції «Pattern Formation in Liquid Crystals» (Німеччина, Байреут, 1999 р.), XIII Конференції з рідких кристалів (Польща, Криниця, 1999 р.), VII Міжнародному симпозіумі «Передові дисплейні технології» (Україна, Новий Світ, 1999 р.).

Структура та об'єм роботи.

Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку цитованої літератури із 122 найменувань. Загальний об'єм складає 126 сторінок, в тому числі 41 рисунок.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, проаналізований сучасний стан проблеми, сформульована мета та основні завдання проведених наукових досліджень, приведено основні наукові та практичні результати роботи, подано інформацію про апробацію та публікації результатів, наведена загальна характеристика дисертації.

Перший розділ має оглядовий характер. В ньому розглянуто опубліковані результати досліджень структури та динаміки СРК з врахуванням сил поверхневої взаємодії. Описано особливості структури шевронів та її вплив на появу резонансного відгуку в електроклинному та електромеханічному ефектах. З проведеного аналізу виходить, що резонансний відгук багаторазово проявлявся при дослідженнях різних характеристик СРК. Але він розглядався як деякий заважаючий фактор що до конкретної мети. Пропонувалися також методи усунення резонансного відгуку. Як правило, резонансним ефектам не приділялось необхідної уваги, а зроблений у небагатьох випадках аналіз був проведений не досить коректно. Досліджено лише деякі резонанси, пов'язані з в'язкою течією, але недостатньо уваги приділялося можливому внеску в резонансні явища пружних властивостей смектичних шарів.

Разом з цим, як показали наступні дослідження, були виявлені низькочастотні резонанси СРК, що не пов'язані із зворотною течією і що можуть бути безумовно цікавими для більш глибокого розуміння структури та динаміки СРК в змінному електричному полі. Крім того, використання резонансних властивостей СРК дозволить розширити функціональні можливості їх застосування.

Все це вказує на необхідність подальшого дослідження резонансних явищ в структурі СРК та їх зв'язку з відомими механічними резонансами, умов виникнення резонансного відгуку та впливу резонансної поведінки СРК на практично важливі процеси електрооптичного перемикання.

У другому розділі обґрунтовано вибір матеріалів та експериментальних методів дослідження. Для дослідження вибрано як індивідуальні сегнетоелектрики, що мають різні послідовності фазових станів та різні типи фазових переходів, так і СРК композиції, що складаються з оптично неактивної матриці з SmC фазою, та полярної домішки, що індукує в цій матриці гелікоїдальну структуру та сегнетоелектричні властивості. Створення сумішей з різним процентним вмістом цих компонентів дозволяє отримувати СРК композиції з різними значеннями таких параметрів як крок гелікоїду, нахил, спонтанна поляризація та обертальна в'язкість, що можуть мати вплив на резонансні властивості СРК. Описано основні характеристики вибраних матеріалів та сумішей, методики приготування рідкокристалічних зразків для досліджень. Наведено такі їх характеристики як: фазові діаграми, температурні залежності кута нахилу, спонтанної поляризації, обертальної в'язкості та електропровідності. Наведено особливості вимірювальної комірки та методика будування однорідної текстури СРК. Описано методи математичної обробки експериментальних даних, що застосовувались.

Третій розділ присвячений дослідженню резонансної поведінки СРК при імпульсній дії електричного поля. Запропонована модель, що показує принципову можливість резонансного відгуку в СРК при збуренні, яке пов'язане з деформацією шару.

Розглянуто механізм збудження резонансних коливань при зміні напруженості електричного поля. Встановлено, що коливання наведених електричних зарядів, які раніше спостерігалися в комірках СРК, механічні вібрації пластин комірки та коливання оптичної густини комірки, що вперше відкриті в цій роботі, є макроскопічним проявом єдиного резонансного процесу - коливань директора СРК. Встановлено існування резонансу текстури СРК та досліджені залежності його частоти та інтенсивності від температури та напруженості електричного поля. Виявлений ефект взаємодії резонансу текстури СРК з механічними резонансами комірки, що приводить до синхронізації цих резонансів.

Використана проста модель структури шевронів, що припускає повну відсутність рідкокристалічного матеріалу, а також той факт, що на поверхні СРК комірки в результаті поверхневої взаємодії підтримується впорядкування, що є характерним для SmA фази (молекули СРК перпендикулярні шару), при всіх температурах, як це було показано експериментально. Використання такої моделі дозволило нам якісно показати динаміку зсуву однієї з обкладинок комірки та вплив такого зсуву на структуру шевронів.

Структура шевронів обумовлюється балансом двох протидіючих сил. Одна з них викликана відхиленням кута нахилу від його рівноважної величини у вільному просторі, а інша - є пружна сила, що обумовлена деформацією поля директора. Для малих величин кута нахилу енергія (на одиницю поверхні), що відноситься до першої сили, може бути записана у вигляді розкладу Ландау-де Жена по парним ступеням. Параметр, що описує повний зсув між двома поверхнями комірки, введений так, що відносний зсув між пластинами комірки повністю та однозначно визначається своїм кутом.

Тобто в SmA фазі та в точці фазового переходу в SmC фазу, структура букшелф є стабільною та відповідає мінімуму вільної енергії системи у відношенні до змін величини зсуву. Горизонтальний зсув верхньої пластини комірки приводить до збільшення вільної енергії та неперервному перетворюванню структури букшелф на структуру з похилими шарами. Нахил шарів в комірці приводить до появи ненульового кута нахилу, що обумовлено необхідністю збереження густини смектичних шарів всередині комірки. Тільки приграничні шари під упорядкованою дією поверхонь залишаються в SmA фазі. Таким чином, в об'ємі комірки з'являється індукована зсувом SmC фаза. Можливість зміни температури фазового переходу та індукування похилої фази під дією зовнішнього поля, тиску або механічного напруження була помічено ще раніше.

Вільна енергія системи в першому наближенні має вигляд квадратичної потенціальної ями, мінімум якої відповідає рівноважній букшелф структурі з вертикальним положенням шарів та відсутністю кута нахилу = 0. Збуджений стан відповідає деякому коливальному процесу відносно точки рівноваги, який приводить до механічних коливань рухомої пластини комірки в горизонтальній площині та коливанням кута нахилу.

Збудження такого коливального процесу можливе за допомогою різних засобів. Найбільш простий з них - механічна дія на рухому пластину комірки. Інший засіб - імпульсний локальний нагрів СРК матеріалу, що звичайно застосовується при дослідженні ефекту. Зміна температури приводить до зміни кута, в деякій (звичайно малій) області комірки та розповсюдженню кругової хвилі збурення. У цій роботі ми використовували третій засіб - збудження електричним полем. Як наслідок електроклинного ефекту, постійне електричне поле, прикладене перпендикулярно директору СРК, індукує нахил молекул СРК, величина кута якого лінійно залежить від напруженості електричного поля. При зміні стрибком напруженості електричного поля всі молекули СРК здобувають одночасного імпульсного впливу. В цьому перевага збудження електричним полем над іншими методами. Одночасний та синфазний вплив на молекули СРК по всьому об'єму комірки приводить до максимального макроскопічного ефекту.

При імпульсній зміні напруженості електричного поля в СРК комірці збуджуються коливання директора СРК (змінюється кут нахилу), що приводить до вібрацій рухомої пластини комірки, коливанням показника заломлення та появі осцилюючих наведених зарядів на пластинах комірки. Ці три макроскопічних коливальних процеси є наслідком одночасних та синхронних коливань директора СРК в усій комірці.

Слід звернути увагу на те, що цей коливальний процес є резонансним, на відміну від відомих релаксаційних процесів. Показано, що резонансний відгук є суперпозицією двох коливальних процесів з затухаючою амплітудою та близькими частотами, що приводить до низькочастотної модуляції амплітуди результуючих коливань - биттям. Відомо, що частота биття обумовлюється різницею частот вихідних складових коливань. Період биття за час існування коливального процесу змінюється більш ніж у три рази - з 0.4 мс. на початку до 1.5 мс. наприкінці імпульсу - частота, відповідно, від 2.5 кГц до 0.7 кГц. Це означає, що частота як найменше одного з цих коливань змінюється на 1.8 кГц за час імпульсу, що складає більш ніж 30% від її середнього значення. Тому цей коливальний процес не може бути віднесений до механічного резонансу комірки, частота якого обумовлюється геометричними розмірами останньої та її пружними властивостями і не може дуже змінюватися за короткий час. Ми вважаємо, що спостерігається резонанс текстури СРК.

Частота коливань на початку імпульсу обумовлюється резонансом текстури СРК, тому що він має більш низьку добротність та завжди збуджується першим.

Частота коливань в конці імпульсу обумовлюється тільки частотою механічного резонансу - резонанс текстури СРК до того часу повністю згасає. В роботі показані залежності частоти коливань на початку та в кінці імпульсу від температури та напруженості електричного поля. Чітко видно, що частота резонансу текстури СРК (лінія) безперервно змінюється із зміною температури та напруженості електричного поля, а частота механічного резонансу комірки (точки) приймає ряд дискретних значень.

При взаємодії резонансів виникають явища затягування частоти та синхронізації. При цьому частота резонансу текстури, який має меншу добротність та більш схильного до змін, зсувається в бік високо добротного механічного резонансу. При сильній взаємодії та невеликій різниці частот можливе зближення частот до повного збігу - ефект синхронізації.

Зміна спектру механічних резонансів при зміні температури проходить шляхом перерозподілу енергії між спектральними складовими, а їх частоти лишаються незмінними.

Резонанс текстури СРК, частота якого швидко знижується із зменшенням температури в околі фазового переходу, послідовно збуджує всі механічні резонанси комірки в діапазоні от 20 до 2 кГц.

Четвертий розділ присвячений умовам виникнення резонансної поведінки СРК. Розглянуто можливий зв'язок резонансних коливань директора СРК з критичними перед перехідними флуктуаціями параметра порядку в околі фазового переходу другого роду. Встановлено, що визначаючий вплив на появу текстури шевронів та інтенсивність резонансного відгуку має механічне напруження в структурі СРК. Обґрунтована необхідність побудови високоякісної однорідної текстури СРК та використання комірки з рухомими пластинами для ефективного збудження резонансу.

Теоретично показано, що перша мода збурення, що відповідає структурі похилих смектичних шарів, стає нестійкою при (1) = 0.42. Для температур вище Т(1) = 0.015^оС зсув верхньої пластини комірки приводить до появи механічного напруження в структурі похилих смектичних шарів, збільшенню вільної енергії системи та виникненню пружної сили, що протидіє такому зсуву. Нижче температури Т(1) букшелф структура буде напруженим станом системи та зсув пластини буде зменшувати вільну енергію. Глобальний мінімум вільної енергії буде відповідати структурі похилих смектичних шарів з деяким кутом нахилу.

Наступна мода, структура шевронів, втрачає стабільність при (2) = 0.84. При температурі нижче Т(2) = 0.055^оС стабільним станом з нульовим зсувом є структура шевронів, а структура букшелф стає нестабільною і відповідає більш високій вільній енергії. При збільшенні зсуву верхньої пластини структура шевронів стає несиметричною, поверхня шеврона із серединної площі зміщується у напрямку до рухомої пластини комірки. В той момент, коли поверхня шеврона сягає поверхні пластини, структура шевронів перетворюється в структуру похилих смектичних шарів.

Таке перетворення шевронів в похилі шари підтверджено нами при експериментальному дослідженні. Встановлено, що послаблення коливань при охолодженні супроводжується появою дисклинацій, що характерні для структури шевронів. Боковий тиск, що прикладений до рухомої пластини комірки, приводить до зникнення цих дисклинацій, перетворенню структури шевронів в структуру похилих смектичних шарів та відновленню амплітуди коливань.

Із збільшенням тиску амплітуда коливань нелінійно зростає. Максимально, як наслідок прикладеного тиску амплітуда може бути збільшена майже на порядок. При тиску вище 450 Н/см² відбувається зсув верхньої пластини комірки. Це викликано розривом зв'язку молекул СРК з поверхнею пластини комірки та приводить до руйнування однорідної букшелф текстури. Амплітуда коливань різко падає.

Відомо, що величина коефіцієнта заломлення в SmA* фазі безпосередньо зв'язана з середнім квадратом флуктуацій кута нахилу. Нещодавно були представлені результати вимірювань з високим розділенням коефіцієнта заломлення в похилих хіральних смектичних матеріалах, що проявляють фазовий перехід від SmA* фази до похилих фаз. Поблизу фазового переходу в SmC* фазу спостерігалося критичне зменшення величини коефіцієнта заломлення, що викликано перехідними флуктуаціями параметра порядку. Амплітуда цих флуктуацій складала кілька градусів.

В нашому експерименті, завдяки високому впорядкуванню в однорідній букшелф текстурі, синхронізуючій дії рухомої пластини комірки та одночасному збудженню коливань директора СРК імпульсом електричного поля, коливання (флуктуації) директора СРК стають синхронними та приводять не просто до інтегрального (усередненого) зменшення величини коефіцієнта заломлення, а до її осциляцій на частоті резонансу текстури СРК.

Для прояснення питання про те, який вплив на резонансну моду має тип фазового переходу, нами досліджено ряд сегнетоелектричних сполук та сумішей, що проявляють різні фазові переходи першого і другого роду. Нам не вдалося виявити ніяких ознак резонансного відгуку в таких системах, що не мають фазового переходу SmA-SmC другого роду. Було показано, що виникнення резонансної моди викликано критичними перехідними флуктуаціями параметра порядку (кута нахилу молекул до нормалі шару) як з боку високотемпературної, менш впорядкованої SmA фази, так і з боку низькотемпературної, більш впорядкованої SmC фази в околі фазового переходу другого роду SmA-SmC. Такий висновок є дещо дивним та неочікуваним, оскільки перехідні флуктуації параметра порядку мають місце також в системах з фазовим переходом першого роду, і приводять до критичної поведінки поглинання та швидкості розповсюдження ультразвукових хвиль. Однією з можливих причин того, що ми не спостерігали у цьому випадку резонансного відгуку СРК, можуть бути труднощі з побудовою високоякісної доменної однорідної текстури букшелф для матеріалів, що не мають SmA фази. Для таких матеріалів, що мають фазовий перехід N-SmC, нам не вдалося здобути досить високоякісний домен, як це було зроблено в комірках з речовинами, що мають SmA фазу. А висока однорідність букшелф текстури СРК є важливим фактором для появи резонансного ефекту.

У п'ятому розділі описано дослідження впливу резонансних умов СРК на їх поведінку в електромеханічному ефекті та електрооптичному перемиканні. Показано збільшення на порядок ефективності електромеханічного перетворення при умовах резонансного відгуку СРК на імпульс електричного поля. Встановлено, що в резонансних умовах час електрооптичного перемикання в ефекті Кларка-Лагеровола зменшується майже в два рази.

В роботі вперше експериментально виявлено та досліджено статичний електромеханічний ефект. На відміну від відомого динамічного електромеханічного ефекту (зв'язок між електричним полем та швидкістю потоку), у цьому випадку електромеханічний ефект, що виникає в напрямку, перпендикулярному шарам, є статичним (зв'язок між електричним полем та зміщенням), і є аналогом п'єзоефекту в кристалах. Оскільки в умовах резонансного відгуку СРК змінюється кут нахилу, було проведено дослідження можливого впливу цього ефекту на процес поляризації. Як показав експеримент, в резонансних умовах час поляризації в два рази менше. При резонансному відгуку СРК зменшення кута приводить до зниження обертальної в'язкості, що і стає причиною зменшення часу поляризації. Цей факт може бути використаний в електрооптичних пристроях для зменшення часу перемикання.

ВИСНОВКИ

1. Виявлено, що в СРК комірці з рухомими пластинами при імпульсній зміні напруженості електричного поля збуджуються синхронні коливання напрямку довгих осей молекул (директора) СРК. Показано, що ці коливання приводять до трьох макроскопічних ефектів: коливанням наведених електричних зарядів, коливанням величини коефіцієнта заломлення та механічним вібраціям пластин комірки;

2. Виявлено існування резонансу текстури СРК, характерною ознакою якого, що відрізняє його від відомого раніше механічного резонансу комірки, є інший характер залежності частоти від температури і напруженості електричного поля. При зміні цих параметрів частота механічних резонансів приймає ряд дискретних значень, а частота резонансу текстури СРК змінюється. Зареєстровано ефект взаємодії цих резонансів між собою, який приводить до зміни частоти резонансу текстури СРК та повної синхронізації на найближчому механічному резонансі;

3. Здобуто залежності амплітуди, частоти та добротності резонансу текстури СРК від температури та напруженості електричного поля. Розбіжність амплітуди та критичне зниження частоти резонансу текстури СРК в точці фазового переходу вказують на зв'язок цього резонансу з м'якою модою сегнетоелектричного фазового переходу. Амплітуда коливань лінійно залежить від зміни кута нахилу збуджуючим імпульсом. Крутизна цієї залежності збільшується, якщо зміна кута супроводжується зміною напрямку вектора спонтанної поляризації. Насичення досягається при повному розкручуванні гелікоїда;

4. Визначено умови виникнення резонансної поведінки СРК:

а) Показано, що резонансні коливання викликані критичними перехідними флуктуаціями параметра порядку поблизу сегнетоелектричного фазового переходу другого роду SmA-SmC і спостерігаються як в SmA, так і в SmC фазі;

б) Виявлено, що послаблення резонансного відгуку в SmC фазі викликано виникненням структури шевронів. Показано, що за допомогою створення механічного напруження структура шевронів може бути перетворена на структуру похилих смектичних шарів, що приводить не тільки до відновлення резонансного відгуку, а також і до розширення його температурного діапазону до 15-20 градусів у бік SmC фази;

в) Умовою резонансного відгуку є також однорідна, доменна структура зразка СРК і така конструкція комірки, що дозволяє вільний рух обмежуючих пластин комірки відносно одна одної і таким чином забезпечує синхронізацію коливань усіх молекул зразка СРК.

5. У вказаних вище умовах досліджено прямий та зворотній електромеханічний ефект а також процес поляризації СРК змінною електричною напругою прямокутної форми. Виявлено, що при резонансному відгуку стала електромеханічного зв'язку збільшується на порядок, а електромеханічний ефект в СРК є аналогом п'єзоефекту в кристалах. Встановлено зменшення часу поляризації в ефекті Кларка-Лагервола приблизно в два рази.

ПУБЛІКАЦІЇ

1. А.П. Федоряко, М.Н. Пивненко, Е.В. Попова, В.П. Семиноженко Свободные колебания в сегнетоэлектрическом жидком кристалле // Письма в ЖТФ. - 1997. - Т. 23, №7. - С. 80-85.

2. A.P. Fedoryako, M.N. Pivnenko, E.V. Popova and V.P. Seminozhenko Electromechanical Effect and Free Oscillations in Ferroelectric Liquid Crystals // Functional Materials. - 1997. - V. 4. - №4. - P. 375-378.

3. М.М. Півненко, О.П. Федоряко, В.П. Семиноженко Вільні eлектромеханічні коливання в сегнетоелектричному рідкому кристалі // УФЖ. - 1997. - Т. 42, №11-12. - С. 1314-1317.

4. М.Н. Пивненко, А.П. Федоряко, Л.А. Кутуля, В.П. Семиноженко Влияние упругих напряжений на свободные колебания в сегнетоэлектрических жидких кристаллах // Письма в ЖТФ. - 1999. - Т. 25, №6. - С. 74-80.

5. M.N. Pivnenko, A.P. Fedoryako, L.A. Kutulya and V.P. Seminozhenko Resonance Phenomena in a Ferroelectric Liquid Crystal Near the Phase Transition SmA - SmC* // Mol. Cryst. Liq. Cryst. - 1999. - V. 328. - P. 111-118.

6. A.P. Fedoryako, M.N. Pivnenko and E.V. Popova Temperature Dependences of Oscillation Parameters in Ferroelectric Liquid Crystals / in Liquid Crystals: Physics, Technology, and Applications, J. Rutkowska, S.J. Klosowicz, J. Zielinski, J. Zmija, Editors // Proceeding of SPIE - 1998. - V. 3318. - P. 110-113.

7. M.N. Pivnenko, A.P. Fedoryako, E.V. Popova and L.A. Kutulya Resonance Phenomena in a Ferroelectric Liquid Crystals, G.V. Klimusheva, A.G. Iljin, Editors // Proceeding of SPIE - 1998. - V. 3488. - P. 28-34.

8. A.P. Fedoryako, M.N. Pivnenko, E.V. Popova Temperature Dependences of Oscillation Parameters in Ferroelectric Liquid Crystals // European Conference on Liquid Crystals. Science and Technology, Zakopane, Poland, March 3-8, 1997. Abstracts. B-58. п'єзоефект фізичний електромеханічний

9. A.P. Fedoryako, M.N. Pivnenko and E.V. Popova Free Electrical Oscillations in Homeotropic Oriented Ferroelectric Liquid Crystal Sample // 6th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals. Brest, France, July 20-24, 1997. Program and Abstract Book. P. 258-259.

10. M.N. Pivnenko, A.P. Fedoryako, L.A. Kutulya and V.P. Seminozhenko Electric Field Dependences of Oscillation Amplitude in Planar Oriented Ferroelectric Liquid Crystal // 6th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals. Brest, France, July 20-24, 1997. Program and Abstract Book. P. 346-347.

11. M.N. Pivnenko, A.P. Fedoryako, L.A. Kutulya and V.P. Seminozhenko Free Director Oscillations in Ferroelectric Liquid Crystals Under Mechanical Stress // 17th International Liquid Crystal Conference. Strasbourg, France, July 19-24, 1998. Program and Abstract Book, P-101.

12. M.N. Pivnenko, A.P. Fedoryako, L.A. Kutulya and V.P. Seminozhenko Resonance Phenomena in a Ferroelectric Liquid Crystal Near the Phase Transition SmA-SmC* // 17th International Liquid Crystal Conference. Strasbourg, France, July 19-24, 1998. Program and Abstract Book, P-107.

13. M. Pivnenko, A. Fedoryako, M. Kaspar, V. Hamplova, and S. Pakhomov Resonance Mode and Pretransitional Fluctuations Near the SmA-SmC* Phase Transition // European Conference on Liquid Crystals 99. Hersonessos, Greece 1999, Book of Abstracts, P1-043.

14. M. Pivnenko, A. Fedoryako, and L. Kutulya, Interaction Between the Texture Resonance Mode and Mechanical Resonances in a Ferroelectric Liquid Crystal // European Conference on Liquid Crystals 99. Hersonessos, Greece 1999, Book of Abstracts, P1-049.

15. M.N. Pivnenko, V.V. Vashchenko, A.S. Petrenko, A.I. Krivoshey, L.A. Kutulya, and J.W. Goodby New 1R,4R-menthan-3-one Derivatives as Chiral Components of Induced Ferroelectric Systems // 7th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals. Darmstadt, Germany, August 1999, Summaries, P. 204-205.

Размещено на Allbest.ru