Измерения в жидких кристаллов сегнетоэлектриков поляризации, магнитно настроенный

Исследования на магнитоэлектрическим (меня) эффект, индукционная электрическая поляризация (намагниченности) магнитного поля (электрический), была сосредоточена на роман типы приложений, таких как датчики и технологии хранения. С недавнего исследования на меня Мультиферроики^1,2,3,4, целевых систем в области меня исследование распространяются на различные типы твердотельных материалов, в том числе неорганических, органических, и металл органических структур, используя спин решетка муфты ловко^5,6,,78,9. Однако температура операция, которая должна быть выполнена для практического использования меня материалы с их ME муфты, по-прежнему является сложным вопросом, и очень ограниченное количество однофазных материалы были зарегистрированы как комнатной температуры magnetoelectrics на сегодняшний день¹⁰.

Жидкие кристаллы, которые обладают ориентационного заказ, иногда с частичной позиционные один, также были изучены в отношении меня материалы в последние годы^{11,12,13,14, 15}. одним из преимуществ жидких кристаллов, как мне материалов является их температура эксплуатации, как жидкокристаллические фазы обычно стабилизировалась около комнатной температуре. Пример мне жидких кристаллов сообщили пока является составной между магнитных нано тромбоцитов с перпендикулярной магнитной анизотропии и жидких кристаллов, показаны нематические этап, известный как этапа простейших жидкокристаллических обладая только одномерный ориентационного порядка¹⁵. Он показывает мне эффект, Конверс индукции намагниченности от электрического поля, через электрическое поле манипуляции спаренных тромбоцитов и молекулярной ориентации.

Совсем недавно, еще одна уникальная стратегия учредить ME эффект в жидких кристаллах была предлагаемая¹⁶. Суть этой стратегии заключается в создании хиральная smectic фаза C (SmC *) с одномерный позиционные порядка, что приводит к рассеянным слоя структура под названием smectic слой. Одной из характерных особенностей этапа SmC является, что молекулярной ориентации вектора n сочетается с местной Электрический дипольный момент p. Эта связь обеспечивается сочетание наклонена ориентации стержня как составных молекул smectic слой нормального n₀ и хиральности индуцированной зеркало (и инверсии) симметрии в молекулах. С точки зрения симметрии, бывший сменяется симметрии от D_∞h (так называемый этап SmA, рис. 1A) C_2h (так называемый SmC фаза, рис. 1B) и Последний ломает зеркальной симметрии C_2h , так что симметрии уменьшается в₂ C(SmC * фазы, смотреть каждый слой в Рисунок 1 c). В каждом SmC * слое допускается наличие конечных поляризации вдоль оси₂ C, который является нормальным n₀ и n. Сильная связь между n и p имеет важное значение для Сегнетоэлектричество в жидких кристаллов. В SmC * фазы n выравнивает спиралевидные образом через слой за слоем (рис. 1 c), и таким образом нет никакого макроскопических поляризации. Сегнетоэлектричество в таких жидких кристаллов достигается с помощью сильного поверхности эффекты, которые стабилизировать состояние однородно ориентированной n известен как поверхность стабилизированный сегнетоэлектрических жидких кристаллов (SSFLC) государство (рис. 1 d). Следует отметить, что сегнетоэлектриков поляризации разворота всегда сопровождает переключения бистабильный ориентации государств через связь между n и p–¹⁷. Как обратный эффект изменение молекулярной ориентации этапа SmC, как ожидается, привести к изменению в электрической поляризации. Благодаря магнитной анизотропии, вызванные спинов на магнитные элементы и/или ароматических колец в молекулы жидких кристаллов и гибкость n в-жидкокристаллический состоянии из-за слабых молекулярных взаимодействий, чем в состоянии твердый кристалл n — также перестраиваемый с помощью магнитного поля. Таким образом этапа SmC может трансформироваться в магнитные поле индуцированной однородно ориентированной состояние похоже на состояние SSFLC. Таким образом мне эффект, прямой индукции электрической поляризацией магнитным полем, достигается как развитие макроскопических электрическая поляризация индуцируется однородной выравнивание n в сочетании с p, во всех слоях.

Мы ввести процедуры для подготовки жидкий кристалл клетки для расследования меня муфты и методологий для выявления ME эффект. Метод для подготовки жидкого кристалла клеток было сообщено в ранее подробно¹⁸. Здесь мы изменили этот метод для меня и диэлектрических измерений. С методом, описанных здесь мы обнаружили магнитно настроенный электрической поляризации, то есть, мне эффект, прямой в жидкий кристалл, показаны стадии SmC при комнатной температуре.