[论文解读] The Structural Transitions in Liquid Crystals Doped with Fine Magnetic Particles

P. Kopčanský, M. Koneracká+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2001

Liquid Crystal Research Advancements参考文献 6被引用 10

一句话总结

本研究调查了掺杂11 nm磁性颗粒的8CB向列相液晶在磁场作用下的结构转变，通过介电和电导率测量证实了磁性弗雷德里克斯过渡。结果确认了液晶分子取向与颗粒磁矩初始呈垂直排列，且随着颗粒电导率升高，临界场强增加，支持了Burylov与Raikher关于热致铁电向列相的理论。

ABSTRACT

The stable ferronematics and ferrosmectics (combination of liquid crystals with fine magnetic particles) were prepared for 8CB liquid crystal and magnetc particles 11 nm in diameter. The structural transitions i.e. magnetic Fredericksz transition were indicated by means of dielectric and conductivity measurements.The experimental results i.e. the proof of initial condition \(\overrightarrow n _0 \bot \overrightarrow m _0\) (\(\overrightarrow n _0\) is director of LC molecules and \(\overrightarrow m _0\) is magnetic moment of particles) and the increase of the threshold field of Fredericksz transition vs volume conduction of magnetic particles are in qualitative agreement with the Burylov and Raikher theory of thermotropic ferronematics.

研究动机与目标

• 研究掺杂细小磁性颗粒的向列相液晶中的结构转变。
• 研究铁电向列相与铁电层列相中的磁性弗雷德里克斯过渡。
• 验证液晶分子取向与颗粒磁矩初始垂直的条件。
• 分析临界场强对磁性颗粒体积电导率的依赖关系。
• 检验实验结果与Burylov与Raikher关于热致铁电向列相理论的定性一致性。

提出的方法

• 利用8CB向列相液晶与11 nm磁性颗粒制备稳定的铁电向列相与铁电层列相。
• 施加外部磁场以诱导结构转变。
• 通过测量介电与电导率响应来检测弗雷德里克斯过渡的临界阈值。
• 分析液晶分子取向与颗粒磁矩初始垂直的构型。
• 将临界场强值与磁性颗粒的体积电导率相关联。
• 将实验结果与Burylov与Raikher理论模型的预测进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 磁性颗粒如何影响8CB向列相液晶中的结构转变？
• RQ2 液晶分子取向与颗粒磁矩之间的初始取向关系是什么？
• RQ3 磁性颗粒的体积电导率如何影响弗雷德里克斯过渡的临界场强？
• RQ4 实验观察结果与Burylov与Raikher关于热致铁电向列相的理论在多大程度上一致？
• RQ5 介电与电导率测量能否可靠地检测掺杂液晶中的磁性弗雷德里克斯过渡？

主要发现

• 确认了体系的初始构型中，液晶分子取向与颗粒磁矩呈垂直排列。
• 观察到随着磁性颗粒体积电导率升高，弗雷德里克斯过渡的临界场强增加。
• 通过介电与电导率测量成功检测到磁性弗雷德里克斯过渡。
• 实验结果与Burylov与Raikher关于热致铁电向列相的理论具有定性一致性。
• 利用8CB向列相液晶与11 nm磁性颗粒成功制备了稳定的铁电向列相与铁电层列相。
• 所观察到的行为支持了磁性颗粒取向与外场诱导重取向在液晶体系中理论框架。