Zur Ferroelektrizität flüssigkristalliner induzierter S * C -Phasen:
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1993
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| adam_text | Titel: Zur Ferroelektrizität flüssigkristalliner induzierter S * C -Phasen
Autor: Meister, Roland
Jahr: 1993
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Flüssigkristalline Phasen 1
1.2 Flüssigkristalle ohne Positionsfernordnung 2
1.3 Smektische Phasen 3
1.3.1 Orthogonale smektische Phasen 5
1.3.2 Getutete smektische Phasen 5
1.3.3 Chirale smektische Phasen 6
1.4 Ferroelektrizität in Flüssigkristallen 6
1.5 Induzierte S£-Phasen 9
1.6 Neuartige Synthesekonzepte 11
1.7 Aufgabenstellung 13
2 Experimentelles 14
2.1 Substanzen 14
2.1.1 Achirale Wirtsubstanzen 14
2.1.2 Chirale Gastsubstanzen 14
2.2 Geräte und Meßverfahren 18
2.2.1 Herstellen der Mischungen und Bestimmung der Phasensequenzen 18
2.2.2 Präparation und Temperierung der Proben 18
2.2.3 Messung von Ps, 0 und p 19
2.2.4 Molekülgeometrie 19
3 Temperaturabhängigkeit der Ferroelektrizität in Sq—Phasen 20
3.1 Die Temperaturabhängigkeit von 0 20
3.1.1 Eine einfache Landau-Theorie 21
3.1.2 Der Einfluß eines elektrischen Feldes 22
3.1.3 Extrapolation der gemessenen Tiltwinkel 24
i
3.1.4 Größere Temperaturbereiche 27
3.2 Die Temperaturabhängigkeit von Ps 28
3.2.1 Der Einfluß von T auf Ps 29
3.2.2 Das Modell von Zeks 29
3.2.3 Die Temperaturabhängigkeit von Po 32
3.2.4 Die quadrupolare Orientierung 33
3.2.5 Das erweiterte Zeks-Modell 35
3.2.6 Die temperaturinduzierte Polarisationsumkehr 41
3.2.7 Experimentelle Hinweise 42
4 Spontane Polarisation in Mischsystemen 44
4.1 Mehrkomponentensysteme 44
4.2 Vernachlässigung der Quadrupol-Orientierung bei kleinen Tiltwinkeln . 46
4.3 Binäre Mischungen chiral / achiral 47
4.4 Polarisationsumkehr in Mischsystemen 47
5 Cyclohexanonderivate als chirale Dotierstoffe 49
5.1 Die Strukturen der Verbindungen 49
5.2 Das Verhalten in Mischsystemen 51
5.3 Ferroelektrische Eigenschaften 52
5.4 Diskussion der Ergebnisse 53
6 Glucosederivate als chirale Dotierstoffe 57
6.1 Die Zuckerderivate 57
6.2 Phasendiagramme 58
6.2.1 Das System S26/8007 59
6.2.2 Das System S26/NCB 808 61
6.3 Ferroelektrische Eigenschaften 61
6.4 Die Vorzeichenumkehr von Ps 62
6.5 Diskussion 65
6.6 Zwei Modelle 68
6.6.1 Modell 1 — alleinige Orientierung der Gastsubstanz 68
6.6.2 Modell 2 — Orientierung von Gast- und Wirtsubstanz 68
6.6.3 Diskussion der beiden Modelle 69
6.7 Die Temperaturabhängigkeit von Ps 70
6.8 Helixganghöhen 72
ii
6.8.1 Helixganghöhe in induzierten cholesterischen Phasen 73
6.8.2 Helixganghöhe in induzierten Sp-Phasen 74
6.8.3 Diskussion der Ganghöhen 75
7 Die Theorie der Ferroelektrizität von Osipov und Pikin 78
7.1 Eine allgemeine Form der Wechselwirkungen 78
7.2 Die Modellmoleküle 79
7.3 Spezielle Formen der Wechselwirkungen 81
7.4 Die spontane Polarisation 82
7.5 Spontane Polarisation in Mischungen 84
7.6 Vergleich mit den Experimenten 85
7.6.1 Der lineare Verlauf P0(xG) 85
7.6.2 Der Einfluß der Wirtsubstanz 86
8 Der Einfluß des lokalen Feldes auf die spontane Polarisation 89
8.1 Theorien für Dielektrika 89
8.1.1 Die Debye-Theorie 90
8.1.2 Die Onsager-Theorie 91
8.2 Spontan polarisierte Substanzen 92
8.3 Der Einfluß des lokalen Feldes in ^-Phasen 93
8.4 Diskussion 95
9 Zusammenfassung 98
A Zweidimensionale Molekülverteilungen in der Sq—Phase 100
A.l Die Verteilungsfunktion 100
A.2 Zerlegung der Verteilungsfunktion 102
A.3 Das mean-field-Potential 105
B Die Berechnung der Integrale 107
B.l Einige Integrale 107
B.2 Exakt berechenbare Erwartungswerte 108
B.2.1 Nur polare Wechselwirkungen 108
B.2.2 Nur quadrupolare Wechselwirkungen 109
B.3 Näherungen 109
B.3.1 Das ursprüngliche Zeks-Modell 109
in
B.3.2 Das erweiterte Modell 110
B.3.3 Höhere Terme 111
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