Содержание к диссертации
Введение
Глава I
1.1. Краткие сведения о жидких кристаллах . 11
1.1.1. Типы жидких кристаллов 11
1.1.2. Методы ориентации жидких кристаллов 12
1.1.3. Электрогидродинамические неустойчивости в нематических жидких кристаллах 14
Глава II 22
Методика приготовления образцов и проведения эксперимента 22
2.1. Образцы для исследований 22
2.1.1. Исследовавшиеся вещества 22
2.1.2. Конструкция использовавшихся ячеек.. 26
2.2. Методика эксперимента 38
2.2.1. Система термостатирования образцов.. 38
2.2.2. Визуальные наблюдения фазовых переходов и электрогидродинамических неустойчивостей 41
2.2.3. Частотные измерения диэлектрической проницаемости 44
Глава III
Исследование некоторых электрофизических характеристик МББА 58
Введение 58
3.1. Температурная зависимость диэлектрических характеристик МББА 62
3.2. Зависимость диэлектрических характеристик МББА от частоты 74
3.3. Наблюдение электрогидродинамических неустойчивостей в МББА 83
Глава ІV.
Исследование диэлектрических характеристик длино-цепочечных алифатических сочинений 85
4.1. Результаты измерения диэлектрических характеристик цетилиодида 86
4.2. Результаты измерения диэлектрических характеристик гексадекана 91
Глава V.
Электрофизические свойства МББА, легированного алифатическими соединениями ... 94
5.1. Результаты исследований температур фазовых переходов МББА, легированного некоторыми ДАС 95
5.2. Исследования температурных зависимостей диэлектрических характеристик МББА, легированного ДАС 98
5.3. Концентрационная зависимость диэлектрической проницаемости МББА, легированного ДАС 102
5.4. Зависимость диэлектрической проницаемости МББА, легированного цетилиодидом, от толщины исследуемого образца 104
5.5. Частотные измерения диэлектрической проницаемости 107
5.6. Электрогидродинамические нестабильности в МЕБА, легированном ДАС 109
5.7. Обсуждение результатов исследований электрофизических свойств МББА, легированного некоторыми ДАС 111
Заключение 114
Литература 116
- Электрогидродинамические неустойчивости в нематических жидких кристаллах
- Визуальные наблюдения фазовых переходов и электрогидродинамических неустойчивостей
- Зависимость диэлектрических характеристик МББА от частоты
- Исследования температурных зависимостей диэлектрических характеристик МББА, легированного ДАС
Введение к работе
ДвдрдЕддсэдь дцфдеда. Настоящая работа посвящена изучению некоторых физических характеристик жидких кристаллов. Главная особенность этих кристаллов заключается в том, что они обладают свойствами, характерными для смежных агрегатных состояний: с одной стороны - анизотропией упругих,электрических, оптических и т.п. характеристик, присущей твер-докристаллическому состоянию вещества, с другой стороны -текучестью, способностью собираться в капли, принимать форму сосуда, в котором эти жидкие кристаллы находятся, и т.п. характеристиками, свойственными жидкостям.
Исследования жидких кристаллов представляют бодыцой интерес для физики конденсированных состояний. Интересна, например, проблема фазовых переходов, особенность которой в жидких кристаллах связана с тем, что в небольшом температурном интервале в одном и том же веществе могут существовать разноообразные переходы между жидкокристаллическими фазами, различающимися как характером упорядочения,(нема-тик - смектик) Г11 , так и симметрией - при одинаковом характере упорядочения, например,(смектик - смектик) [2] другая интересная проблема - потеря устойнивости однородного распределения директора К под влиянием внешних полей, например, возникновение различного рода динамических неустойчивостей [3,4,5]
Кроме этого, некоторые типы жидких кристаллов могут служшь хорошей моделью для двумерных систем. Уникальным их свойством является также легкость и доступность создания разнообразного рода нарушений, богатство типов дисклинапии. Для практического применения важна возможность изменения электрических, оптических и других характеристик жидких кристаллов сравнительно слабыми внешними полями,
В настоящей работе исследовались фазовые переходы и электрофизические свойства 1-метоксибензилидена-1--бутилани-лина (МББА) при введении в него длинноцепочечных алифатических соединений (ДАС). Из большого ряда длинноцепочечных алифатических соединений выбрано пять представителей различных гомологических рядов с одинаковой длиной молекул (цетил-иодид, гексадекан, гексадецен, октадекан и гексадекановая кислота), обладающих различной электроактивностью.
Выбор МББА в качестве основного вещества был неслучайным: во-первых, это вещество обладает жидкокристаллической фазой в большом интервале температур, включая комнатную, что является существеннымв его практическом применении, а также представляет большие возможности исследования различных характеристик вещества в широком температурном интервале; а во-вторых, с жидкими кристаллами МББА к моменту начала настоящей работы было выполнено много оптических, структурных и других исследований, так что большинство констант, характеризующих это вещество (упругие, вязкостные и другие), хорошо изучены, что позволило широко использовать литературные данные для оценки (качества) исходного жидкого кристалла.
Как известно из литературы [g] , МББА сильно подвержен влиянию воздушной атмосферы и может значительно менять свои электрофизические параметры. Это приводило к необходимости предварительно измерять электрофизические характеристики вещества при использовании его в качестве матрицы для введения примеси.
Дшшноцепочечные алифатические соединения были выбраны для легирования по следующим причинам.Во-первых,некоторые из этих соединений представляют интерес для изучения сами по себе,поскольку они,с одной стороны,часто используются в качестве химического сырья при синтезе (например,алкилиодиды) f7], а с другой стороны - являются удобной моделью для изучения более сложных химических соединений.Во-вторых,молекулы различных этих соединений,обладая стерической формой, подобной форме молекул МББА,различаются между собой электрической активностью (различным дипольным моментом цл : от нуля,например, у молекул гексадекана,до довольно значительной величины /ц=І,8 Д - у цетилиодида) [8]. В-третьих,хотя в литературе и представлено большое количество результатов исследований двух- и трехкомпонентных составов,находящихся в жидкокристаллической фазе,однако,в основном эти коглпоненты сами являлись жидкими кристаллами,легирование же жидких кристаллов соединениями, не имеющими жидкокристаллической фазы,изучено значительно меньше.
Таким образом, актуальноеть темы диссертационной работы определяется как самой физической задачей, так и выбранными объектами исследования.
Цели и задачи работы. Целью настоящей работы являлось исследование влияния заряда примеси на физические характеристики жидких кристаллов при сохранении геометрической формы и структуры молекул примеси. При этом изучались: диэлек- трическая проницаемость и диэлектрические потери, температуры фазовых переходов изотропная жидкость - жидкий кристалл, жидкий кристалл - твердое тело, а также электрогидродинамические (ЭГД) неустойчивости.
В связи с поставленной целью исследований возникли три задачи:
Первая задача - подробное изучение температурных и частотных зависимостей диэлектрических характеристик МББА, исходного жидкого кристалла, а также изучения некоторых характеристик ЭГД неуотойчивостей, возникающих в нем.
Вторая - определение области существования различных фаз исследования диэлектрических характеристик использующихся в работе вышеуказанных примесей ДАС.
Третьей - и основной - задачей являлось изучение влияния легирования МББА длинноцепочечными молекулами алифатических соединении на область существования жидкокристаллической фазы, диэлектрические характеристики и ЭГД неустойчивости.
Научная, новизна. Несмотря на то, что уже выполнено большое количество работ, в которых изучалось влияние примесей на различные физические характеристики жидких кристаллов, исследований различных характеристик вблизи точек фазового перехода жидкий кристалл - твердое тело и твердое тело - жидкий кристалл сравнительно немного.
В настоящей работе представлен ряд результатов, не описанных ранее в литературе.
Бри исследовании температурных и частотных зависимостей комплексной диэлектрической проницаемости МББА, легированного цетилиодидом, был получен аномальный ход действительной части диэлектрической проницаемости в области фазового перехода твердое тело - жидкий кристалл,
Сравнительное систематическое исследование области существования и диэлектрических характеристик МББА, легированного заряженными и незаряженными примесями, показано, что легирование заряженными примесями приводит к резкому изменению электрофизических свойств жидких кристаллов, обусловленному разориентацией молекул жидких кристаллов в поле заряженной примеси, в то время как незаряженные примеси изменяют свойства очень незначительно.
Получены количественные данные, характеризующие диэлектрические свойства ДАС и МББА, легированного этими ДАС.
ЙМОТЙЯ А РВШтетя девдорть.. Полученный в работе аномальный ход диэлектрической проницаемости МББА, легированного цетилиодидом, в области фазового перехода твердое тело - жидкий кристалл может быть использован для установления природы электрической поляризации при фазовых переходах подобного рода. Увеличение проводимости МББА, при легировании его цетилиодидом, позволило получить более четкую картину различных электрогидродинамических неустойчивостей, в более широком интервале частот и напряжений. фактическая ценность результатов заключается в том, что в работе показано как введение определенных примесей позволяет изменять и управлять свойствами жидких кристаллов.
Адробадия; рдбдтд. Основные результаты диссертационной работы докладывались на :
13 Европейском конгрессе по спектроскопии (г.Вроцлав, ПНР, 1978).
Украинском совещании по жидким кристаллам, г.Киев, 1979.
Научных семинарах Ш УССР.
Д^бликадии.. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.
Об,ъ,ем, д структура, ЩР№- Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации 122 страницы. Состоит из: 80 страниц основного текста, 57 названий цитируемой литературы, 38 рисунков, 3 таблиц. диссертация содержит оригинальные исследования электрофизических свойств нематических жидких кристаллов. В ней нет литературного обзора, так как в последние годы вышел ряд прекрасных монографий [9, 10, II, 12, ІЗ,] в которых достаточно полно и хорошо изложены последние достижения по жидким кристаллам. Поэтому ниже кратко приводятся только некоторые сведения о жидких кристаллах и методах их исследований по вопросам, которые изучаются в диссертации. Однако, по мере представления оригинальных результатов в работе приводится сравнение с результатами исследований других авторов.
Электрогидродинамические неустойчивости в нематических жидких кристаллах
Типы жидких кристаллов. Для жидкокристаллического состояния вещества характерна ориентационная упорядоченность молекул без трансляционного порядка в расположении.их центров масс. Жидкие кристаллы делятся на три класса: нема-тические, холестерические и смектические [14 ] . Жидкие кристаллы нематического типа в большинстве случаев имеют жесткие молекулы удлиненной формы. Типичные размеры молекул: длина порядка нескольких десятков ангстрем, поперечный размер - порядка нескольких ангстрем [15] .
В свободном кристалле нематического типа направление преимущественной ориентации обычно меняется в пространстве. Эти изменения ориентации происходят на расстояниях, больших по сравнению с размерами молекул, циничный вектор среднего направления осей молекул в некоторой области жидкого кристалла называется директором 72 Ориентацию молекул нематического жидкого кристалла можно задать подложкой, электрическим или магнитным полем, при этом молекулы вещества выстраиваются преимущественно в одном направлении, образуя монокристалл.
По своим оптическим свойствам однородно ориентированный нематический жидкий кристалл подобен одноосному монокристаллу и обладает сильным двулучепреломлением. Молекулы нематического жидкого кристалла обычно не имеют выделенной полярной оси, им несвойственна оптическая активность.
Жидкие кристаллы холестерического типа характеризуются тем, что в плоскости перпендикулярной некоторой оси, молекулы расположены как в нематическом жидком кристалле, а вдоль этой оси направление ориентации изменяется по спирали (винтовая ось). При введении в нематик хиральных молекул структура приобретает винтовую ось симметрии, перпендикулярную директору JT и нематический жидкий кристалл становится холестерическим.
Третьим классом жидких кристаллов являются смектики. Молекулы вещества, находящегося в смектической фазе выстраиваются не только вдоль директора 7Г , что свойственно не-матикам, но как бы упакованы в слои. Расстояние между слоями легко может быть измерено с помощью дифракции рентгеновских лучей [16 ].
Различают несколько модификаций смектиков, классификацию которых можно найти в Гі7,18 ] Методы ориентации жидких кристаллов. В сравнительно небольших объемах ориентация жидкого кристалла, не подверженного действию внешних полей, определяется граничными условиями (то есть направлением директора на поверхностях, ограничивающих жидкий кристалл). Они могут быть трех типов: директор на границе направлен перпендикулярно поверхности (гомеотропная ориентация), директор направлен параллельно поверхности (планарная ориентация) и директор направлен под углом, отличным от 0 и 90 к поверхности.
Граничные условия можно задавать, меняя способ обработки поверхности, на которую наносится жидкий кристалл.
Одним из распространенных методов планарной ориентации является метод Шатлена или механического натирания внутренних поверхностей ячейки, бумагой, тканью или кожей [ 19 ] В процессе натирания (в одном направлении) создаются микроцарапины в виде канавок и гребней. Созданный таким образом микрорельеф способствует ориентации молекул вдоль этих образований. Хотя описанный метод невсегда обеспечивает надежную сцепляемость молекул о поверхностью ячейки, но он является наиболее доступным и поэтому широко применяется экспериментаторами.
Все три типа ориентации молекул на поверхности можно получить, напыляя на поверхность подложек (обычно диэлектрические) тонкие слои металлов или окислов металлов [20 ] В зависимости от угла напыления структура напыляемого слоя оказывается различной (здесь также получаются различного типа гребни и впадины)и, соответственно получаются различные граничные условия для ориентации директора П . Хорошие результаты в ориентации молекул жидких кристаллов дал метод высаживания на поверхность ячейки мономолекулярных пленок [21] поверхностно-активных веществ (лецитина, гексадецилтриметиламмония бромистого, алкоксибензоиных кислоты, ... ). В зависимости от поверхностной концентрации этих веществ и скорости высаживания пленок, молекулы Еидкокристаллического вещества могут ориентироваться как планарно, так и гомеотропно.
Описанными методами можно получить хорошо ориентированные кристаллы в ячейках толщиной порядка до 100 мкм.
Большие объемы жидких кристаллов можно ориентировать, помещая жидкий кристалл во внешние электрические или магнитные поля [22 ] . Цри этом молекулы вещества с положительной диэлектрической (магнитной) анизотропией ориентируются длинными осями вдоль направления внешнего поля, а длинные оси молекул с отрицательной диэлектрической анизотропией стремятся расположиться перпендикулярно ПОЛЮ.
Ориентация задаваемая границами может быть изменена внешними электрическими или магнитными полями. Оказывается, что эта переориентация представляет собой пороговый процесс: переориентация молекул происходит только по достижении определенной величины напряженности электрического (.магнитного) поля (для заданной толщины ячейки) - переход Фредерикса [23].
Визуальные наблюдения фазовых переходов и электрогидродинамических неустойчивостей
Видно, что для частотных измерений можно использовать ячейки с контактами, сопротивление которых значительно меньше 10 Ом, то есть порядка нескольких Ом. Проводящие слои с таким сопротивлением, однако, у&е слабо пропускают свет. По этой причине, как правило, использовались различные ячейки в зависимости от конкретной задачи.
Кроме этого контакты должны быть химически нейтральными по отношению с исследуемым веществам. Это весьма существенно для исследований МЕБА, легированного цетилиодидом, который активно взаимодействует с рядом металлов (медь,серебро, золото и т.д.) [34]. При длительных измерениях это приводит к плохой воспроизводимости результатов измерений комплексной диэлектрической проницаемости.
Так как изменение температуры жидкого кристалла может приводить к изменению его объема, то для того, чтобы пространство между электродами оставалось всегда полностью заполненным (в процессе измерений), необходимо вокруг электродов иметь технологическую канавку или дополнительный резервуар.
Ячейки для визуальных наблюдений ЭГД неустойчивостей, температур фазовых переходов и для измерения диэлектрической проницаемости на низких частотах (рис. 5) изготовлялись из двух круглых кварцевых дисков (I) (толщиной 2 мм и диаметром 15 мм), центральная часть (2), которых, ограниченная технологической канавкой (3) (глубина которой могла быть от 0,7 мм до 1,2 мм, внутренний диаметр равен 7,5 мм, а наружный - II мм), вышжфовывалась на определенную глубину (50 мк-I мм). Чистота обработки поверхности центральной части близка к 14 классу, параллельность относительно плоскости дисков не хуке I мкм. На поверхность (2) наносились токопрово-додие прозрачные слои из SnOe и она являлась рабочей поверхностью измерительной ячейки.
Сбоку пластин ультразвуковым методом "выбивались" отверстия (диаметром 0,5 мм на глубину 2,2 мм), в которые вводились металлические стержни (4), осуществляющие контакт между поверхностью ячейки и измерительной аппаратурой. Материал стержней подбирался из соображения близости коэффициентов теплового расширения плавленного кварца и стержня (ковар, вольфрам). Как ковар, так и вольфрам дали хорошие результаты (ячейки со стержнями прогревались до температуры порядка 500С и в кварце не возникало трещины). К ним точечной сваркой приваривались медные пластины (6) через прокладки из никеля (5).
Нанесение токопроводящего прозрачного слоя осуществлялось на установке, показанной на рис. 6, по методике, описанной в работе [35].
Нагреватель представляет собой кварцевую трубку (I) с нихромовой спиралью (2) и теплоизолятором (3), помещенную в металлический кожух (4), расположенный вертикально на стойках (5). На одной из стоек крепится держатель с другой печкой (6), служащей для подогрева раствора в тигле (7). Электродвигатель (8) (редукторный с передаточным числом 1/1000) использовался для вращения кварцевой подложки (10) в процессе нанесения токопроводящего слоя. Изменение расстояния между поверхностью раствора и подложкой достигается с помощью трубки (9) (с продольным пазом), внутри которой легко перемещается стержень с закрепленным на нем образце-держателем (II).
Температура кварцевых пластин контролировалась платино-родиевой термопарой (12), термоЭДС которой измерялась микровольтметром М 82, Для создания потока газа в верхней части установки крепилась трубка (13) (большого диаметра), соединяющая верхнюю часть кварцевой трубы (I) с вытяжным шкафом (14). Температура печи регулировалась изменением напряжения на концах спирали с помощью автотрансформатора (15).
Перед нанесением токопроводящих прозрачных слоев квар цевые подложки тщательно обрабатывались хромпиком (раствор 1:2 (Mil SOi " CGOJ промывались в проточной воде, обезжиривались в щелочном растворе ( KQ[ с концентрацией 0,5$) и еще раз промывались в дистиллированной воде.Затем они помещались на 2 часа в сушильный шкаф при температуре 150с. Подготовленные таким образом кварцевые стекла крепились на нижнюю плоскость держателя (II) (из нержавеющей стали) пружинящими скобками (16) (из вольфрама). Области пластин, на которых не должно быть токопроводящего слоя, закрывались маской, представляющей пастообразный карбонат кальция. Маска наносилась тонким слоем и после естественной сушки прогревалась в муфельной печи до температуры 450С. Держатель с кварцевыми пластинами помещался в печь, которая прогревалась до 440С. После выдержки в течение 30 минут при этой температуре в нижнюю часть кварцевой трубы вводился тигель с раствором SnO(4 и одновременно включался электродвигатель для вращения подложек.
Зависимость диэлектрических характеристик МББА от частоты
Погрешности измерения диэлектрических характеристик связаны с чувствительностью и точностью градуировки вольтметра, измеряющего напряжения, а также точностью установки эталонного конденсатора и составляет 5% на низких частотах и 5-10$ на высоких.
Схема установки, на которой были выполнены низкочастотные измерения комплексной диэлектрической пронипаемости показана на рис.13. Основные элементы установки: измерительная ячейка (I), оптическая система (2), система термостатирования (3), постоянный магнит (4), мост (5), внешний генератор синусоидальных колебании (6),(питающий мост), внешний индикатор нуля (7).
Иногда проводилось параллельное исследование фазовых переходов как оптическим, так и диэлектрическим методами. Это позволило по характеру поведения диэлектрической проницаемости судить об агрегатном состоянии, в котором находится вещество при той или иной температуре в тех экспериментах, где было неудобно использовать оптические методы.
Частотные и температурные зависимости действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости исследуемых веществ изучались в алюминиевых ячейках. Ориентация жидкого кристалла осуществлялась магнитным полем. Ячейка с веществом помещалась между полюсами сильного постоянного электромагнита. Диаметр наконечников электрического магнита равен 75 мм(что во много раз превышает размеры самой ячейки), в зазоре 35 мм можно получить однородное магнитное поле с напряженностью до II кГо. В конструкции термостата предусмотрен поворот ячейки до 180, что позволяет изменять ориентацию директора жидкого кристалла относительно электрического поля.
В установке использовался мост переменного тока Е-8-2 с внешним генератором ГЗ-33 и индикатором нуля. Измерения проводились в частотном диапазоне 10 -10 Гц при напряжениях на ячейке в интервале 10 -10 В. С повышением частоты выше 10 Гц потери за счет индуктивности в подводящих проводах резко возрастали,а при частотах меньше 100 Гц чувствительность моста оказывалась недостаточной для проведения надежных измерений. В качестве индикатора нуля применялся селективный усилитель - индикатор нуля Ф - 582 с рабочим диапазоном частот от 20 Гц до 2x10 Гц и плавной подстройкой частоты. Чувствительность на всех используемых диапазонах не хуже 3%. Мост Е 8-2 имеет семь поддиапазонов измерения емкости и проводимости. Погрешность определения этих величин не превышала по емкости ± 0,5$, по проводимости і 1%, Цри исследовании диэлектрических характеристик на ячейках со значительным зазором (1-2 мм) между электродами, то есть с малыми величинами емкости, измерения выполнялись трехточечным методом С 38 ] с заземленным экраном на общий провод моста. Измерения в частотном диапазоне от 5x10 Гц 7 до 2x10 Гц выполнены резонансным методом на куметре Е 9-4. Погрешности измерений емкости и добротности этим куметром соответственно равны 1% и 0 . Основные причины допускаемых погрешностей связаны со сравнительно малой добротностью контура на нижней рабочей границе каждой эталонной катушки и неточным отсчетом частоты, величин емкости и добротности по соответствующим шкалам прибора. Для увеличения точности измерений на нижних рабочих границах эталонных катушек были изготовлены дополнительные катушки, которые улучшали добротность контура в этих областях, что значительно упростило выход на пик резонанса.
Для увеличения точности измерения частоты использовался частотомер 43-36, с помощью которого без труда можно установить любую частоту генератора куметра с высокой точностью. Кроме этого, измерения емкости воздушного конденсатора прибора Е9-4, выполнялось пыфровым измерителем емкости Е8-4, что к тому же сократило время измерений.
Эти незначительные усовершенствования позволили повысить точность измерений емкости до 0,2%, а добротности до 2%.
Дополненный таким образом измеритель емкости и добротности составил основу установки рис.14, где измерительная ячейка (I), оптическая система (2), система термостатирова-ния (3), электромагнит (4) оставались теми же, что применялись в исследованиях на низких частотах. Согласующим элементом между ячейкой и выходом измерительной установки был коаксиальный кабель КТ-50.
Отметим еще одно обстоятельство от которого зависит достоверность полученных результатов. Точность определения неизвестных емкостей зависит от правильного учета паразитных емкостей Cn , возникающих как в подводящих проводах, так и в самой ячейке. Первоначально паразитные емкости учитывались путем соответствующего расчета.
Исследования температурных зависимостей диэлектрических характеристик МББА, легированного ДАС
Из рисунка видно,что при нагревании в интервале температур от -14С до +16,5С диэлектрические потери незначительно возрастают и,также как диэлектрическая проницаемость, не зависят от направления магнитного поля: в кристалле.При температуре +17С диэлектрические потери МББА. скачком возрастают и появляется зависимость их величины от ориентации магнитного поля относительно ячейки,причем, как обычно для. МББА [45 ] V Ьк 9 и С дальнейшим повышением температуры до 44С обе составляющие диэлектрических потерь возрастают. Выше 44С диэлектрические потери МББА не зависят от ориентации ячейки в магнитном поле и возрастают с повышением температуры, однако уже с другим наклоном.
Отметим,что вблизи температуры фазового перехода твердое тело - жидкий кристалл и наоборот жидкий кристалл -твердое тело наблюдается гистерезис диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь,проявляющийся в различном изменении 6 и / Гс температурой в зависимости от того,происходит нагревание или охлаждение вещества при подходе к этой области.
Так, если при нагревании температура фазового перехода твердое тело - жидкий кристалл равна 17С, что хорошо регистрируется как по изменению диэлектрической проницаемости Є вещества, так и по изменению его диэлектрических потерь /&, то при охлаждении происходит затягивание температуры фазового перехода в твердое состояние. Причем, при различной ориентации жидкого кристалла (задаваемой,как упоминалось выше,магнитным полем) наблюдается различие в температурах фазовых переходов: регистрируемый по у фазовый переход происходит при температуре 10С, а по Є„ - при температуре 3С. По-видимому, это различие связано с тем, что охлаждение образца при измерениях х ведется в условиях, когда ориентации молекул на границе и в объеме разные (в этом случае магнитное поле ориентирует молекулы параллельно плоскости ячейки, а металлические поверхности ячейки, как было сказано, задают преимущественную ориентацию молекул перпендикулярно поверхности), а при измерениях Си - когда они одинаковые. Первый случаи соответствует неоднородному образцу, и наблюдается меньшее переохлаждение жидкого кристалла, чем во втором случае, когда образец однороден.
На всех остальных участках температурная зависимость диэлектрических потерь и диэлектрических проницаемостей ( д $// и tf$j , а также С// жф, практически совпали, как при нагревании вещества, так и при его охлаждении. Переходя к анализу описанных результатов,отметим, что в диэлектрическую проницаемость диэлектриков могут давать вклад различные виды поляризации [46]: электронная и ионная поляризация смещения (время релаксации электронной поляризации =І0""і5с, ионной- ,=10 ї3 - Ю 14с),ориен-тационная ( Л =10 - 10 с), тепловая ( % =10" с и более) и приэлектродная поляризация Тп =10 с. Отметим, что все виды поляризации, за исключением поляризации смещения, зависят от температуры.
Как отмечалось в интерзале температур от 15С до +15 С в МББА, как и для большинства твердых диэлектриков [47], наблюдается характерное увеличение диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь с ростом температуры, хотя оно и незначительно. Это связано с незначительным вкладом в общую поляризашш температурно зависимых поляризационных механизмов, так что поляризация обусловлена, в основном, электронным и ионным смещением. Более интенсивное возрастание диэлектрической проницаемости при подходе от низких температур к температуре фазового перехода твердое тело - нема-тический жидкий кристалл указывает на увеличение вклада ориентационной поляризации в общую поляризацию диэлектрика, что типично для случая плавления твердых тел.
Скачкообразное увеличение диэлектрической проницаемости, наблюдаемое в МББА при температуре 17С, характерно для фазового перехода I рода [48] и, в нашем случае связано с включением ориентационной поляризации полярных молекул.
