ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ

Жидкости, обладающие в определённом температурном интервале упорядоченностью в расположении молекул и, как следствие, анизотропией ряда физических свойств, характерной для твёрдых кристаллов. Жидкокристаллическое (мезоморфное) состояние проявляется только у веществ с анизотропной формой молекул, например палочко или дискообразной. Оно может быть получено либо плавлением некоторых молекулярных кристаллов, либо растворением их в определённых растворителях. В электронике используются в основном термотропные Жидкие кристаллы.

Температурный интервал, в котором возможно существование жидкокристаллического состояния, для термотропных Жидких кристаллов обычно невелик (несколько десятков градусов) - Значения температур этого интервала, как правило, лежат выше комнатной. Поэтому для расширения возможностей практического применения Жидкх кристаллов используют смеси, в которых за счёт эвтектического понижения температуры плавления удаётся достигнуть температурных интервалов от -40 до +80 °С. Для характеристики ориентационного порядка в Жидких кристаллах вводят вектор единичной длины, называемый директором, направление которого совпадает с направлением усреднённой ориентации длинных осей молекул.

По типу упорядоченности термотропные Жидких кристаллов подразделяются на нематические (нематики) и смектические (смектики). Нематические кристаллы характеризуются наличием лишь ориентационной упорядоченности и однородной по всему объёму ориентацией молекул в отсутствие внешних воздействий. Пример нематический кристалл - параазок-сианизол, существующий в жидкокристаллическом состоянии в интервале температур 116-136 °С. Разновидностью нематического кристалла являются холестерические кристаллы, у которых направление преимущественной ориентации закручено по спирали из-за асимметрии молекулярного взаимодействия. Пример холестерического Жидкого кристалла - эфиры холестерина.

Смектические кристаллы помимо ориентационной упорядоченности обладают определённым типом трансляционной упорядоченности. Они имеют слоистое строение с ослабленной связью между слоями. Существуют около 10 видов смектических кристаллов, различающихся по типу упаковки молекул в слое. Наибольшее практическое значение имеют смектики А и С. В смектике А молекулы в каждом слое расположены перпендикулярно плоскости слоя, а трансляционный порядок внутри слоя отсутствует.

В смектике С, в отличие от смектика А, молекулы имеют определённый наклон к плоскости слоя. Известны также хиральные формы смектика С, у которых направления длинных осей молекул от слоя к слою закручены по спирали. Симметрия смектика С допускает возможность появления в нём спонтанной поляризации (сегнетоэлектрической упорядоченности дипольных моментов молекул), направленной вдоль слоя, перпендикулярно плоскости наклона молекул.

Анизотропия физических свойств Жидких кристаллов обусловливает разнообразие физических эффектов в них - электро, термо, акусто, магнитооптических и других. Наиболее важными для электроники являются электрооптические эффекты (ЭЭ), многие из которых нашли применение в устройствах отображения и оптической обработки информации.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.