CC BY
2а. й"„лодь™"чтны; новые материалы активные среды и наноструктуры
-ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
Электрооптические параметры нематического жидкого кристалла допированного квантовыми точками
Чекулаев И.С.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва E-mail: Chekulaev.I.S@yandex.ru
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-118-120
Работа посвящена изучению влияния квантовых точек на электрооптические свойства нематического жидкого кристалла 1289. Квантовые точки привлекательны, так как они чувствительны к магнитному полю. В данной работе исследован широкий ряд концентраций допируемых квантовых во всём диапазоне существования мезофазы, начиная с комнатной температуры. В результате исследования было обнаружено, что допирование жидкокристаллической системы квантовыми точками приводит к изменению жёсткости бокового изгиба, порогового напряжения Фредерикса и анизотропии показателя преломления. В работе также рассмотрены изменения вращательной вязкости и параметра эффективности (FoM). Из результатов, полученных в данной работе, можно судить об оптимальном значении физических параметров жидкокристаллических композитов, допированных квантовыми точками, для их практического применения в технике.
Изучение композитных систем на основе квантовых точек и жидкокристаллических материалов представляет интерес с целью улучшения эксплуатационных характеристик, средств отображения информации, а также открывает новые не дисплейные применения данных материалов. В частности, полосы люминесценции парамагнитных квантовых точек можно настраивать путём бесконтактного воздействия внешнего магнитного поля. Известно, что допирование квантовых точек в жидкокристаллическую матрицу приводит к уменьшению порогового напряжения Фредерикса, уменьшению электрооптического отклика и другим изменениям параметров жидкого кристалла [1-6]. В настоящей работе изучалась система ЖК-1289 с парамагнитными квантовыми точками.
В результате работы была получена вольт-контрастные характеристика нематического жидкого кристалла с допируемыми квантовыми точками, представленная на рис. 1. На основе данной
ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
, -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
24-26 октября 2023 г.
характеристики были получены параметры жидкокристаллического материала при различной концентрации квантовых точек. Установлено поведение параметров ЖК-1289 при варьировании концентрации квантовых точек, и установлено концентрационное и температурное поведение электрооптических параметров (анизотропия показателя преломления, пороговое напряжение Фредерикса, упругая константа Франка, вращательная вязкость и параметр эффективности FoM). Проведено исследование влияния концентрации допируемых квантовых точек на температуру перехода в изотропное состояние, полученная зависимость представлена на рис. 2. Допирование нематического жидкого кристалла квантовыми точками приводит к небольшим изменениям температуры просветления по сравнению с чистым нематическим жидким
кристаллом 1289.
Рис. 1. Вольт-контрастная характеристика для исследуемого ЖК при температуре 303 К. Ось абсцисс представлена в логарифмическом масштабе.
Рис. 2. Термограмма ЖК с квантовыми точками (Пунктиром выделен чистый ЖК-1289, сплошной линией -концентрация 0,6 масс.%.)
Было установлено влияние концентрации квантовых точек на электрооптические параметры исследуемого нематического жидкого кристалл. Исследованы такие электрооптические параметры, как анизотропия показателя преломления, пороговое напряжение Фредерикса, упругой константу Франка, динамическая вязкость и FoM.
Анализируя полученный данные, была выявлена концентрация оптимальная концентрация, позволяющая получить наилучшие
а. й"„лодь™"чтны; новые материалы активные среды и наноструктуры
-ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
параметры, такие как напряжение Фредерикса, анизотропия показателя преломления и вращательной вязкости, а коэффициент FoM показал, что жидкий кристалл с такой концентрацией квантовых точек показывает наилучшую производительность.
Понимание того, как модификация жидкокристаллических материалов влияет на рабочие параметры разрабатываемых устройств позволяет определить направление в разработке материалов для достижения наименьших электрооптических параметров. Управляя небольшими изменениями концентрации допируемых квантовых точек, можно добиться заданных электрооптических характеристик и управлять контрастностью жидкокристаллической системы.
Работа подготовлена под руководством д.ф.-м.н. Чаусова Д.Н.
1. Kurilov A.D., Chausov D.N., Osipova V.V., et al. Soft Matter. 2023. 19(11). 2110-2119.
2. Chekulaev I.S. et al. 2022 International Conference Laser Optics (ICLO). IEEE, 2022. 1-1.
3. Kurachkina M.A., Shcherbinin D.P., Konshina E.A. Nanotechnology VII. - SPIE 2015. 9519. 99-103.
4. Kumar J. et al. Macromolecular Symposia. 2015. 357(1). 47-51.
5. Osipova V.V. et al. Zhidkie Krist. I Ikh Prakt. Ispol'zovanie. 2020. 20. 84-92.
6. Singh U.B. et al. AIP Advances. 2014. 4(11). 117112.
