Магнитоэлектрические композиты на жидких кристаллах

В прошлом номере «Перста» рассказывалось, как электронной бумаге можно придать магнитные свойства [1]. Идею «омагнитить» основу другого типа дисплеев – жидкие кристаллы – предложили тайваньские ученые [2].

Они добавили магнитные наностержни в нематический жидкий кристалл (диаметр стержней 6 нм, длина 50 нм, концентрация 1013 см-3), создав, таким образом, композитный материал, сочетающий в себе свойства жидкого кристалла и магнитной среды.

Одним из самых характерных свойств жидкого кристалла является эффект Фредерикса – поляризация молекул в электрическом поле и ориентация вдоль него. На этом эффекте основана работа жидкокристаллических мониторов: при переориентации молекул меняются оптические свойства среды и, как следствие, цвет жидкокристаллической ячейки (в простейшей версии жидкокристаллических дисплеев – с серебристого на черный). Это свойство было использовано учеными для того, чтобы достичь эффекта управления намагниченностью композита с помощью электрического поля: магнитные наностержни в жидкокристаллической среде ориентируются вдоль направления молекул жидкого кристалла и поворачиваются вместе с ними в электрическом поле (рис. 1)

Рис. 1. Жидкий кристалл с магнитными включениями в виде наностержней [2]: а – ориентация молекул жидкого кристалла и наностержней в отсутствии поля, b – ориентация молекул и наностержней при включении электрического напряжения 9В (зазор между пластинами 8 мкм). Обозначения: Glass – стекло, ITO – прозрачные электроды из оксида индия-олова, LC – молекулы жидких кристаллов, Ni nanorods — магнитные наностержни, rubbed PI-layer – слой из полиимида, отполированный в определенном направлении, чтобы ориентировать молекулы жидкого кристалла, Bias – электрическое поле смещения

Стоит отметить, что в отличие от частиц электронной бумаги, время поворота которых составляло величины порядка секунды, молекулы жидкого кристалла гораздо живее реагируют на электрическое поле. В результате частота переключения намагниченности в жидкокристаллическом композите составляет килогерцы, что намного перспективнее для практических приложений, хотя, конечно, ограничения, связанные с инерционностью вращательного движения и вязкостью среды, не позволяют говорить об использовании такого материала в вычислительной технике.

А. Пятаков

  • 1. А. Пятаков, ПерсТ 15, вып. 21, стр.6 (2008)
  • 2. Tsung-Ju Lin et al, Appl. Phys. Lett. 93, 013108 (2008)
Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 3.8 (5 votes)
Источник(и):

ПерсТ: Магнитоэлектрические композиты на жидких кристаллах