Особенности оптических и электрических свойств нематических жидких кристаллов с наночастицами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Щербинин, Дмитрий Павлович

• Щербинин, Дмитрий Павлович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Щербинин, Дмитрий Павлович

ВВЕДЕНИЕ............................................................... 5

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................... 10

1.1 Основные свойства нематического жидкого кристалла и влияние на них

допирования наночастицами......................................... 10

1.1.1 Особенности структуры....................................... 10

1.1.2 Параметр ориентационного порядка............................ 12

1.1.3 Оптические свойства......................................... 14

1.1.4 Диэлектрические свойства и диэлектрическая анизотропия...... 16

1.1.5 Ионные примеси и проводимость............................... 21

1.1.6 Вязкоупругие свойства ...................................... 23

1.1.7 Изменение граничных условий в ЖК ячейках в результате

допирования наночастицами................................... 27

1.2 Электрооптические эффекты в нематических жидких кристаллах........ 32

1.2.1 Поляризационно-зависимый эффект Фредерикса.................. 32

1.2.2 Поляризационно-независимое динамическое рассеяние света..... 36

1.3 Выводы............................................................ 38

2 МЕТОДЫ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ......................................... 40

2.1 Объекты исследования.............................................. 40

2.2 Материалы......................................................... 41

2.2.1 Жидкие кристаллы............................................ 41

2.2.2 Наночастицы и сурфактанты................................... 42

2.2.3 Проводящие и ориентирующие ЖК слои, металлические

наноструктуры............................................... 43

2.3 Методы исследования свойств жидких кристаллов..................... 43

2.3.1 Измерение электрооптических характеристик ЖК ячеек.......... 43

2.3.2 Измерение характеристик ЖК ячеек в результате эффекта

динамического рассеяния света............................... 48

2.3.3 Измерение диэлектрических и электрических свойств ЖК ячеек

методом импеданс спектроскопии.............................. 49

2.3.4 Измерение электрического отклика ЖК ячейки.................. 52

2.3.5 Определение динамической вращательной вязкости электрическим

3

методом................................................... 59

2.3.6 Определение параметра ориентационного порядка с помощью

поляризационной ИК спектроскопии.......................... 60

2.3.7 Микроскопические исследования............................ 60

2.4 Выводы.......................................................... 61

3 СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ НЕМАТИЧЕСКОГО ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА

ДОПИРОВАННОГО НАНОЧАСТИЦАМИ CdSe/ZnS И T1O2......................... 63

3.1 Электрооптические характеристики ЖК ячеек при допировании наночастицами

CdSe/ZnS и T1O2................................................ 63

3.1.1 Параметр ориентационного порядка......................... 63

3.1.2 Диэлектрические свойства и ионная проводимость........... 64

3.1.3 Вращательная динамическая вязкость....................... 66

3.1.4 Электрические свойства ЖК ячеек.......................... 67

3.1.5 Электрооптические характеристики ячеек................... 68

3.1.6 Энергия сцепления........................................ 71

3.2 Влияние наночастиц диоксида титана на плотность ионных примесей.,... 72

3.3 Выводы......................................................... 76

4 СВОЙСТВА ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ, ДОПИРОВАННЫХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ НАНОЧАСТИЦАМИ CdSe/ZnS........................... 77

4.1 Электрооптические характеристики ЖК ячеек с полупроводниковыми

наночастицами CdSe/ZnS......................................... 77

4.2 Влияние наночастиц CdSe/ZnS на содержание в НЖК композите ионных

примесей....................................................... 82

4.3 Выводы......................................................... 91

5 ВЛИЯНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУР НА МЕЖФАЗНЫХ

ГРАНИЦАХ ЖК ЯЧЕЕК НА ЭФФЕКТ ФРЕДЕРИКСА И ДИНАМИЧЕСКОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В НЕМАТИЧЕСКОМ ЖИДКОМ КРИСТАЛЛЕ..................... 92

5.1 Особенности ориентации и электрооптических характеристик ЖК ячеек с

гранулированными серебряными пленками на межфазной границе..... 92

5.2 Влияние граничных условий на динамическое рассеяния света в НЖК ячейках .. 97

5.2.1 Динамическое рассеяния света в НЖК ячейках с полимерными,

молекулярными и поликристаллическими ориентирующими слоями. 97

4

5.2.2 Особенности динамического рассеяния света в НЖК ячейках с гранулированными золотыми пленками на межфазной границе. 101

5.3 Выводы................................................. 104

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................. 105

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ................... 106

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................... 110

5

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности оптических и электрических свойств нематических жидких кристаллов с наночастицами»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время жидкокристаллические (ЖК) технологии занимают большую часть рынка дисплейных технологий. Наряду с широко распространенными LED (Light Emitted Diode -светодиодный экран) экранами в последние годы расширяется область применения ЖК технологий. Появляются новые устройства отображения информации: полностью прозрачные [1], гибкие[2] и dual-view (с двойным обзором) [3] ЖК дисплеи. Вместе с тем ЖК технологии находят и другие недисплейные применения. К ним относятся перестраиваемые метаматериалы [4], управляемые фотонные кристаллы [5] и плазмонные структуры [6], терагерцовые устройства [7], сенсоры [8], дифракционная [9] и адаптивная оптика [10], перестраевыемые фильтры [11] и фотонные устройства с контролируемой люминесценцией [12]. Разработка и создание новых фотонных устройств требуют проведение поиска новых жидкокристаллических сред и композитов на их основе.

В связи с интенсивным развитием нанотехнологий в настоящее время одним из перспективных направлений исследований является модифицирование свойств жидкокристаллических сред путем введения наноразмерных и наноструктурированных объектов. Несмотря на большое количество экспериментальных и теоретических работ, посвященных этим исследованиям, зачастую полученные результаты имеют противоречивый характер, что затрудняет их систематизацию. Вместе с тем многие аспекты взаимодействия ЖК с наночастицами и наноструктурированными поверхностями остаются не исследованными.

Целью этой работы является изучение оптических и электрооптических свойств нематических жидких кристаллов при добавлении полупроводниковых и диэлектрических наночастиц в объем ЖК и модификации границы раздела фаз металлическими наночастицами.

Основными задачами работы являются изучение:

- изменения оптических, диэлектрических и вязкоупругих свойств нематических жидких кристаллов (НЖК) при помощи полупроводниковых, диэлектрических и металлических наночастиц;

- изменения динамики переключения ЖК ячеек и порога электрооптического эффекта Фредерикса при вариации концентрации полупроводниковых НЧ CdSe/ZnS типа ядро-оболочка;

- изменения содержания ионных примесей в НЖК и влияния концентрации и материала НЧ на плотность и мобильность ионов, а также проводимость НЖК;

- изменения энергии сцепления в результате добавления наночастиц в объем НЖК и металлических наночастиц на границу раздела фаз в ЖК ячейках.

6

Защищаемые положения

1. Добавление полупроводниковых наночастиц CdSe/ZnS типа ядро-оболочка в нематический жидкий кристалл вызывает увеличение диэлектрических потерь НЖК в результате роста содержания медленных ионов, которое повышается с увеличением концентрации наночастиц.

2. Время оптического отклика НЖК при приложении напряжения электрического поля к нематическому жидкому кристаллу, содержащему полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS с концентрацией до 0.15 вес.%, уменьшается в результате увеличения угла преднаклона директора, уменьшения эффективного порогового напряжения электрооптического эффекта Фредерикса.

3. Замедление времени оптической релаксации нематического жидкого кристалла, содержащего полупроводниковые наночастицы CdSe/ZnS, после снятия приложенного к ЖК ячейке напряжения электрического поля связано с повышением плотности мобильных ионов, что вызывает увеличение эффективной вращательной вязкости НЖК и уменьшение энергии сцепления.

4. Металлические наночастицы на межфазной границе в ЖК ячейке влияют на электрооптические характеристики нематического ЖК как для электрооптического ориентационного эффекта Фредерикса, так и для динамического рассеяния света, что связано с увеличением плотности мобильных ионов, проводимости НЖК в постоянном поле, а также увеличением угла преднаклона директора и понижением порогового напряжения.

Научная новизна

В результате проведенных экспериментальных исследований впервые:

- Показано, что при добавлении в НЖК, НЧ CdSe/ZnS и TiO2 одинакового размера с концентрацией 0.1 вес. % параметр ориентационного порядка не изменяется.

- Показано, что величина динамической вращательной вязкости коррелирует с содержанием мобильных ионов, вносимых НЧ в НЖК.

- Экспериментально показано, что процессы адсорбции и десорбции ионных примесей на поверхности НЧ TiO2 зависят от концентрации и начального содержания ионных примесей в НЖК;

- Получены зависимости динамической вращательной вязкости нематического НЖК, порогового напряжения электрооптического эффекта Фредерикса, угла преднаклона директора, а также времени оптического отклика при приложении к ЖК ячейкам внешнего электрического поля и времени оптической релаксации от концентрации полупроводниковых НЧ CdSe/ZnS.

7

- Установлены закономерности изменения дисперсии диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь от концентрации полупроводниковых НЧ CdSe/ZnS в НЖК.

- Получено уменьшение времени оптического отклика на 20% при допировании НЧ CdSe/ZnS типа ядро оболочка в НЖК.

- Показано, что НЧ серебра и золота на межфазной границе ЖК ячеек увеличивают плотность мобильных ионов и проводимость НЖК в постоянном электрическом поле, а также влияют на изменение угла преднаклона директора, фазовую задержку света, и пороговое напряжение электрооптического эффекта Фредерикса из-за изменения энергии сцепления.

- Показано низкопороговое ослабление оптического пропускания в результате динамического рассеяния света в ЖК ячейках с НЧ золота на на межфазных границ в гибридноориентированной ячейке.

Структура и объем диссертации

Диссертация включает в себя 5 глав.

В первой главе представлен обзор научных статей, посвященных исследованиям параметра ориентационного порядка, диэлектрических, оптических и вязкоупругих свойств нематических жидких кристаллов, допированных разными наночастицами, а также влияние их на оптические и динамические характеристики ЖК ячеек при реализации эффекта Фредерикса и динамического рассеяния света.

Вторая глава посвящена описанию свойств НЖК, наночастиц и других материалов, используемых в работе, а также способов подготовки дисперсии наночастиц в ЖК и сборки ЖК ячеек. Дается описание экспериментальных методов измерения оптических, электрических и вязкоупругих свойств нематических жидких кристаллов и электрооптических характеристик ЖК ячеек.

В третьей главе проводиться сравнительный анализ параметра ориентационного порядка, содержания ионных примесей и проводимости, динамики оптического переключения и энергии сцепления молекул НЖК с ограничивающей поверхностью для НЖК, допированного полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS и наночастицами TiO2. Рассматриваются процессы адсорбции/десорбции ионных примесей на поверхности наночастиц TiO2 и влияние на них начальной плотности ионных примесей в НЖК матрице.

В четвертой главе приводятся результаты исследований электрооптических характеристик ЖК ячеек с полупроводниковыми квантовыми точками CdSe/ZnS. Обсуждаются зависимости времени оптического отклика и релаксации ЖК ячеек и порога электрооптического эффекта

8

Фредерикса от концентрации квантовых точек. Исследуются ионные примеси в ЖК в зависимости от содержания наночастиц и влияние их на электрооптические свойства НЖК.

В пятой главе обсуждаются электрооптические характеристики ЖК ячеек с металлическими наноструктурами на межфазных границах. Показано влияние серебряных и золотых гранулированных пленок на содержание ионных примесей и проводимость ЖК ячеек, фазовую задержку, а также пороги эффекта Фредерикса и динамического рассеяния света.

Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, введения, заключения, списка условных обозначений и сокращений, и списка литературы. Материал диссертации изложен на 118 страницах, включая 65 рисунков и 9 таблиц. Список цитируемой литературы состоит из 120 наименований на 11 страницах.

Достоверность научных положений и практических рекомендаций, представленных в диссертации, подтверждается ясной физической трактовкой полученных результатов . Полученные результаты согласуются с данными других авторов, а также с независимыми экспертными оценками рецензентов научных журналов и конференций, в которых опубликованы статьи и доклады, содержащие результаты работы.

Апробация работы и публикации

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

* III Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, Россия, 8-11 апреля

2014 г

* XII Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике, Самара, Россия, 12-16 ноября 2014 г

* IV Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, Россия, 7-10 апреля

2015 г

* IX Международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика-2015», Санкт-Петербург, Россия, 12-16 октября 2015 г

* 6th Workshop on Liquid Crystals for Photonics, Любляна, Словения, 14-16 сентября 2016 г

* Фундаментальные проблемы оптики 2016, Санкт-Петербург, Россия, 17-21 октября

2016 г

* 14th European Conference on Liquid Crystals, Москва, Россия, 25-30 июня 2017 г

* X международная конференция молодых ученых и специалистов "Оптика 2017", Санкт-Петербург, Россия, 16-20 октября 2017 г

* EuroDisplay 2017, Берлин, Германия, 31 октября - 2 ноября 2017 г

9

* XLIII научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО, Санкт-Петербург, Россия 30 января - 2 февраля 2018 г

* Всероссийский конгресс молодых ученых, Санкт-Петербург, Россия, 17-20 апреля 2018 г

Основные результаты диссертации представлены в 24 статьях, из них 13 публикаций в изданиях, рецензируемых Web of Science или Scopus, 3 публикаций в журналах из перечня ВАК и 1 охранный документ на результат интеллектуальной деятельности.

Личный вклад автора

Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Обсуждение результатов и подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, при этом вклад диссертанта был определяющим. Общая постановка целей и задач исследований в рамках диссертационной работы проведена совместно с научным руководителем Е.А. Коншиной.

Практическая значимость полученных результатов состоит в

1. Показано, что НЖК, допированный наночастицами, может быть использован для снижения рабочих напряжений при разработке ЖК устройств, благодаря уменьшению пороговых напряжений.

2. Показана возможность повышения быстродействия ЖК систем отображения информации благодаря ускорению оптического отклика.

3. Продемонстрирована возможность использования наночастиц TiO2 для уменьшения содержания ионов в НЖК на этапе сборки и эксплуатации устройств, благодаря способности адсорбировать ионные примеси.

4. Показана перспективность использования металлических наночастиц на межфазной границе для понижения рабочих напряжений и усиление аттенюации в области низких напряжений в режиме динамического рассеяния света.

10

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Жидкокристаллическим называют состояние вещества обладающего промежуточными свойствами между твердым кристаллом и жидкостью. Жидкие кристаллы как и твердые молекулярные кристаллы, обладают дальним порядком и анизотропией свойств, так и текучестью подобно жидкостям. Эти особенности позволяют изменять характеристики устройств на их основе с помощью воздействия внешних электромагнитных полей, что нашло широкое применение в ЖК дисплеях. В настоящее время одним из развивающихся направлений является изучение свойств жидкокристаллических сред допированных наночастицами и влияние их на характеристики устройств с целью расширения применения ЖК технологии. В этой главе анализируются результаты исследований оптических, электрических и вязкоупругих свойств композитных материалов на основе жидких кристаллов и наночастиц.

1.1 Основные свойства нематического жидкого кристалла и влияние на них допирования наночастицами

2.2.2 Особенности структуры

Нематические жидкие кристаллы разделяются на две основные группы: термотропные и лиотропные ЖК. Термотропные ЖК образуются в процессе нагревания и существуют в некотором интервале температур и давлений. Лиотропные ЖК образуются в результате растворения некоторых твердых веществ в определенных растворителях ЖК фазы при определенных концентрациях и температурах.

Основными факторами, влияющими на жидкие кристаллы, являются энергия межмолекулярного взаимодействия (^), способствующая упорядочиванию их структуры, и тепловая энергия, приводящая к разрушению дальнего порядка. Межмолекулярное взаимодействие определяется силами Ван-дер-Ваальса и зависит от химического состава и структуры молекул. При повышении температуры тепловая энергия приводит к нарушению порядка и при температуре, называемой температурой просветления, ЖК из нематической фазы переходит в изотропную жидкость с хаотичным расположением молекул. Склонностью к образованию жидкокристаллического состояния обладают молекулы, имеющие явно выраженную протяженность вдоль одного из направлений.

11

В зависимости от характера упорядочивания молекул, термотропные ЖК принято делить на нематические, холестерические и смектические ЖК. Нематические жидкие кристаллы (НЖК) обладают дальним ориентационным порядком. Центры тяжести молекул в НЖК могут свободно перемещаться, а молекулы могут вращаться относительно осей. Холестерические ЖК так же обладают ориентационным порядком, однако благодаря особенностям строения молекул образуют закрученную структуру. Для смектических ЖК помимо ориентационного порядка характерен одномерный трансляционный порядок. С повышением температуры смектическая фаза переходит в нематическую фазу, а затем в изотропную жидкость. Схематичное изображение структуры фаз жидких кристаллов приводиться на рисунке 1.

Типы мезофаз

нематики

смектики

Sm

холестерики

N*

N

Рисунок 1.1- Схематическое изображение фаз ЖК

Как правило, молекулы нематических жидких кристаллов имеют вытянутую стержнеобразную форму. На рисунке 2 показаны химические формулы типичных молекул нематических ЖК: а - 5СВ (4-циано-4'-пентилбифенил) с положительной диэлектрической анизотропией, б - МВВА (№(4-метоксибензилиден)-4-бутиланилин) с отрицательной диэлектрической анизотропией.

12

СНз(СН2)зСНз

a

б

Рисунок 1.2 - Структурная формула молекулы ЖК 5СВ (а) и МВВА (б)

Благодаря наличию цепей сопряженных связей атомов молекулы (Рис. 2) обладают жесткостью вдоль их длинных осей. Свойства ЖК существенно зависят от характера расположения центральных симметричных и несимметричных групп. Расположение полярных и циклических групп определяют оптические и диэлектрические свойства среды. Концевые группы могут влиять на вязкость среды. Кроме того, химические особенности изменяют силу диполь-дипольных, индукционных и дисперсионных взаимодействий, возникающих между молекулами, также как и между ЖК средой и ограничивающими ее ориентирующими поверхностями. Так как ЖК на основе одинаковых молекул имеют низкие температуры перехода из нематической в изотропную мезофазу, на практике используют ЖК смеси, состоящие из молекул с разным количеством бензольных колец, различными функциональными группами и длинной концевых групп. ЖК смеси обладают более широким температурным диапазоном существования нематической мезофазы.

2.2.2 иоряЭка

Направление ориентации молекул в нематической мезофазе характеризуется единичным

вектором п - директором. Степень ориентационного порядка в НЖК характеризуется

скалярной величиной, называемой параметром порядка (5)

(1.1)

где с - угол между длинной осью молекулы и директором. Параметр ориентационного

порядка определяет основные анизотропные свойства НЖК - оптическую и диэлектрическую

анизотропию, а так же влияет на вязкоупругие свойства.

13

Влияние допирование НЖК наночастицами на параметр порядка изучалось как теоретически, так и экспериментально. Теоретические исследования показали, что существует следующие механизмы изменения параметра порядка при допировании НЖК наночастицами [13]:

- к уменьшению параметра порядка приводит увеличение среднего межмолекулярного расстояния и уменьшение энергии межмолекулярного взаимодействия;

- к увеличению параметра порядка приводит встраивание наночастиц с анизотропными свойствами в структуру нематической фазы.

В работе [14] проводился теоретический расчет влияния допирования сферическими, палочковидными и дискообразными наночастицами с концентрациями 0.1, 0.2 и 0.5% на параметр порядка НЖК. Показано, что не зависимо от формы наночастиц, параметр порядка не изменяется при концентрации допирования равной 0.1 %. Наиболее выраженный эффект уменьшения параметра порядка соответствовал сферическим наночастицами с концентрацией 0.5%. Данные моделирования структуры среды представлены на рисунке 1.3 а, б, в для сферических, палочкообразных и доскообразных наночастиц, соответственно.

Параметр порядка ЖК увеличивался от 0.55 до 0.62 при допировании углеродными нанотрубками [15]. Значительное увеличение параметра порядка от 0.53 до 0.73 было продемонстрировано для ЖК смеси с азокрасителями при допировании углеродными нанотрубками [16]. Увеличение параметра порядка от 0.55 до 0.6 при допировании наночастицами BaTiO3 связывали с сильным диполь-дипольным взаимодействием [17]. В другой работе допирование ЖК наночастицами BaTiO3 приводило к незначительному уменьшению параметра порядка во всем температурном интервале существования ЖК фазы, что объяснялось искривлением поля директора вблизи наночастиц [18]. Падение параметра порядка почти в 2 раза от 0.65 до 0.33 наблюдалось при допировании сферическими наночастицами Fe3O4 [19]. Из полученных результатов можно сделать вывод, что на параметр порядка влияет не только концентрация наночастиц в ЖК, но и вещество наночастиц. Поэтому для каждого конкретного случая допирования ЖК наночастицами необходимо контролировать параметр ориентационного порядка.

14

a

б

в

Рисунок 1.3 - Структура ЖК фазы, допированной сферическими (а), палочковидными (б) и дисковидными (в) наночастицами с концентрациями 0.1,02, иО.5% (слева-направо) [14]

15

Жидкокристаллические среды характеризуются комплексными тензорами диэлектрической и магнитной проницаемости. Вещественные части этих тензоров определяют фазовую скорость световой волны, а мнимые - поглощение света в среде. В соответствии с этим показатель преломления может быть представлен в виде комплексного числа N:

N = n + t/c, (1.2)

где и - показатель преломления, А? - показатель поглощения.

Особенностью нематических ЖК является наличие двулучепреломления и дихроизма. Падающий пучок света разделяется на обыкновенный и необыкновенный лучи. Обыкновенный луч поляризован перпендикулярно оптической оси и ему соответствует показателем преломления и±. Необыкновенный луч поляризован в плоскости главного сечения. Его показатель преломления зависит от положения оптической оси (директора) ЖК.

В нематиках из-за структурных особенностей молекул, скорость света, распространяющегося перпендикулярно к молекулярным слоям и^, меньше скорости света, распространяющего параллельно им иң. С уменьшением длинны волны показатели преломления и двулучепреломление возрастают. Это связано с дисперсией показателей преломления вблизи электронных полос поглощения. Для большинства НЖК полосы поглощения лежат в интервале длин волн 300-400 нм и связаны с п-п* переходами.

Анизотропия показателя преломления Аи=иц-и^ связана с анизотропией поляризуемости молекулы Дй=й]]-й± и параметром порядка следующим выражением

Аи=^^яЛ^АМ, (1.3)

где ^-4.2 и не зависит от температуры, - число Авогадро.

Величина анизотропии поляризуемости определяется бензольными кольцами в структуре ЖК молекулы, в то время как размер алифатических цепей в молекулах НЖК не влияет на величину An.

Оптическая анизотропия является одним из важнейших свойств НЖК. Однако влияние добавляемых наночастиц на величину оптической анизотропии ЖК практически не исследовано в виду экспериментальных сложностей. Для независимого исследования оптической анизотропии необходимо использовать методы рефрактометрии или эллипсометрии, значительно усложняющимися при работе с анизотропными материалами. Методы рефрактометрии и эллипсометрии были использованы в работе [20]. Увеличение оптической анизотропии от 0.045 до 0.084 НЖК при допировании ферроэлектрическими

16

наночастицами BaTiO3 объяснялось более высокой диэлектрической проницаемостью наночастиц, повышающей эффективные значения показателя преломления. Данные предположения хорошо согласовывались с расчетами по модели Максвела-Гарнета. Увеличение оптической анизотропии от 0.05 до 0.09 при допировании НЖК ферроэлектрическими наночастицами BaTiO3 и до 0.1 при допировании наночастицами Sn2P2S6 было продемонстрировано в работе [21]. Наблюдалось увеличение оптической анизотропии от 0.37 до 0.4 при допировании НЖК квантовыми точками Cdi-xZnxS/ZnS с концентрацией до 0.25 вес.%, что объясняли повышением параметра порядка [22].

Диэлектрическая проницаемость НЖК является комплексной величиной:

ғ *=^ '-t ғ " , (1.4)

где s* - комплексная диэлектрическая проницаемость, s' - действительная часть диэлектрической проницаемости вещества, пропорциональная изменению свободной энергии диэлектрика, накопленной за период колебания поля, s" - мнимая часть пропорциональна энергии, поглощаемой за период колебаний поля.

Диэлектрические свойства жидкого кристалла определяются поляризацией вещества, которая соответствует сумме электронной, атомной, ориентационной и ионно-релаксационной поляризаций [23]. Электронная поляризация связана со смещением электронов относительно ядра во внешнем электрическом поле (Рис. 1.4 а). Атомная поляризация вызвана

ассиметричным разделением электронов (Рис. 1.4 б). Ориентационная поляризация определяется ориентацией диполей молекул во внешнем поле (Рис. 1.4 б). Ионно-

релаксационная поляризация обусловлена движением мобильных ионов в ЖК матрице во внешнем электромагнитном поле (рис. 1.4 а).

Диэлектрическая анизотропия ЖК соответствует разнице величин электрической проницаемости, измеренной вдоль 8ц и поперек s^ направления директора. Величина и знак диэлектрической анизотропии зависят от распределения и анизотропии молекулярных диполей в ЖК мезофазе, а более точно от распределения дипольных моментов полярных групп относительно длинных осей молекул, т. е. директора. Знак диэлектрической анизотропии может быть положительным или отрицательным.

Значение диэлектрической анизотропии As ЖК среды согласно теории Майера-Мейера определяется следующим выражением:

где /э - плотность, Л7 - молярная масса, А и /- - параметры внутреннего поля, - средняя деформационная поляризуемость, <т - дипольных момент, - угол между точечным диполем с осью максимальной поляризуемости молекулы [24].

б

а

Е

<<----

6

Е=0

Е=0

ө =ө

2

Е=0

Е-0

_ + +

_ + _

+

- +

\ /+

+ +

Е

---

+ + + -+ + + *

+

Рисунок 1.4- Виды поляризации ЖК. а - электронная поляризация, б - атомная поляризация, 6 - ориентационная поляризация, а - ионно-релаксационная поляризация

Существует множество факторов, влияющих на диэлектрическую проницаемость композитных сред, приводящих как к увеличению диэлектрической анизотропии, так и к ее уменьшению. Уменьшение диэлектрической анизотропии ИЖК от 7.9 до 7.3 при допировании сферическими наночастицами золота и до 7.1 при допировании наночастицами серебра объяснялось понижением параметра порядка. Поле директора искажалось вблизи наночастиц из-за их сферической формы, ухудшая анизотропные свойства ЖК [25]. Было показано, что

18

незначительно уменьшение значения продольной составляющей диэлектрической проницаемости ЖК среды с наночастицами в сильном электрическом поле связано с нагревом среды [18]. Уменьшение диэлектрической анизотропии ИЖК от 12.3 до 9 при увеличении концентрации углеродных нанотрубок до 0.05 вес. % в объясняли уменьшением количества молекул ЖК в единице объема. С увеличением концентрации примесей происходит уменьшение объемной доли НЖК, и как следствие уменьшение количества молекул НЖК в единице объема, что приводит к уменьшению общего множителя в уравнении (1.5) и к уменьшению диэлектрической анизотропии. Зависимости для продольной и поперечной составляющих диэлектрической проницаемости НЖК приведены на рисунке 1.5 [26].

Как показало исследование диэлектрической анизотропии НЖК, допированного агломератами наноалмазов, отдельные наночастицы с размером 4-5 нм не влияли существенно на свойства НЖК. Замена лигандов приводила к их коалесценции наноалмазов до размеров 50 и 100 нм и могла привести как к увеличению, так и к уменьшению диэлектрической анизотропию НЖК в зависимости от полярности концевых групп [27]. К вариации диэлектрических свойств среды приводило взаимодействие молекул ЖК с олеиновой кислотой на поверхности наночастиц Ғе20з из-за изменения ориентации молекул вблизи наночастиц [19].

Рисунок 1.5 - Зависимости компонент диэлектрической анизотропии от температуры ЖК

допированного углеродными нанотрубками с концентрациями 0.02 и 0.05 вес.% [26]

Значительное уменьшение диэлектрической анизотропии (рисунок 1.6 а) наблюдалось при допировани НЖК квантовыми точками CdSe, что объяснялось возникновением дефектов в ЖК

19

среде [28]. Допирование ЖК наночастицами с большим дипольным моментом, такими как оксид цинка с ионами меди с концентрацией 1.5 вес.% вызывало увеличение модуля As, более чем в два раза (Рис. 1.6 б) [29]. Допирование НЖК наночастицами ZnO, Fe2O3, SnO2 вызывало увеличение диэлектрической анизотропии в низкочастотной области спектра. Авторы [30] связывали данный эффект с увеличением вклада ионно-релаксационной поляризации из-за повышения содержания ионов в ЖК среде в результате допировании наночастицами. Увеличение диэлектрической анизотропии более чем в полтора раза наблюдалось и при допировании НЖК чешуйками графена с концентрацией до 2.3 10-4 вес. %. Взаимодействие п-электронов бифинильного ядра НЖК с п-электронами графена приводит к стабилизации молекул НЖК на поверхности графена. Взаимодействие ЖК с поверхностью графена приводит к увеличению областей ЖК, стабилизированных на поверхности графена, обладающих большей анизотропией, что приводит к увеличению диэлектрической анизотропии всего объема. При дальнейшем увеличении концентрации наблюдалась тенденция к снижению диэлектрической анизотропии, что связано с агломерацией наночешуек графена. Зависимость диэлектрической анизотропии от температуры ЖК допированного наночешуйками графена в диапозоне концентраций 0.78-5.77-10-4 вес.% представлена на рисунке 1.6 в [31].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Щербинин, Дмитрий Павлович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Hsu C. W., Zhen B., Qiu W. et al. Transparent displays enabled by resonant nanoparticle scattering // Nature Communications. - 2014. - V. 5. - P. 3152.

2. Lim Y. J., Kim H. J., Chae Y. C. et al. Fast Switching and Low Operating Vertical Alignment Liquid Crystal Display With 3-D Polymer Network for Flexible Display // IEEE Transactions On Electron Devices. - 2017. - V. 64. - Is. 3. - P. 1083-1087

3. Mather J., Jones L. P., Gass P. et al. Potential improvements for dual directional view displays // Applied Optics. - 2014. - V. 53. - Is. 4. - P. 769-776.

4. Hokmabadi M. P., Tareki A., Rivera E. et al. Investigation of tunable terahertz metamaterial perfect absorber with anisotropic dielectric liquid crystal // AIP Advances. - 2017. - V. 7. - Is. 1. -P.015102

5. Gunyakov V. A., Krakhalev M. N., Zyryanov V. Ya et al. Modulation of defect modes intensity by controlled light scattering in photonic crystal with liquid crystal domain structure // Journal Of Quantitative Spectroscopy And Radiative Transfer. - 2016. - V. 178. - P 152-157.

6. Franklin D., Chen Y., Vazquez-Guardado A. et al. Polarization-independent actively tunable colour generation on imprinted plasmonic surfaces // Nature Communications. - 2015. - V. 6. - P. 7337.

7. Isic G., Vasic B., Zografopoulos D. C. et al. Electrically Tunable Critically Coupled Terahertz Metamaterial Absorber Based on Nematic Liquid Crystals // Physical Review Applied - 2015. - V. 3. - Is. 6. - P. 064007.

8. Carlton R. J., Hunter J. T., Miller D. S. et al. Chemical and biological sensing using liquid crystals // Liquid Crystals Reviews. - 2013. - V. 1. - Is. 1 - P. 29-51.

9. Hadjichristov G. B., Marinov Y. G., Petrov, A. G. Linear size gradient single layers of polymer-dispersed liquid crystal micrometer-sized droplets for diffractive optics // Optical Materials. - 2009. -V. 31. - Is. 11. - P. 1578-1585.

10. Li G. Adaptive Lens // Progress In Optics. - 2010. - V. 55 - P. 199-283.

11. Manna S. K., Le-Gall S., Dupont L. et al. Exploiting soft organic optical resonant structure towards large range electro-optic tunable devices // Journal Of Molecular Liquids - 2016. - V. 220. -P.161-165.

109

12. Kurochkina M. A., Shcherbinin D. P., Konshina E. A. Control of photoluminescence of CdSe/ZnS quantum dots in a nematic liquid crystal by an electric field // Optics And Spectroscopy -

2015. - V. 119. - Is. 5. - P. 812-815.

13. Gorkunov M. V., Osipov M. A. Mean-field theory of a nematic liquid crystal doped with anisotropic nanoparticles // Soft Matter. - 2011. - V. 7. - P. 4348-4356.

14. Silvia O., Benini E., Miglioli I. et al. Doping liquid crystals with nanoparticles. A computer simulation of the effects of nanoparticle shape // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2016. - V. 18. - P. 2428-2441.

15. Kumar J., Manjuladevi V., Gupta R.K. et al. Effect of octadecylamine-functionalised SWCNTs on the elastic constants and electro-optic response of a liquid crystal // Liquid Crystals. - 2015. - V. 42. - Is. 3. - P. 361-369.

16. Akman A., Akkurt F., Alicilar A. Effects on molecular orientation and phase transition of addition of carbon nanotubes into liquid crystalline matrix // Liquid Crystals. - 2014. - V. 41. - Is. 4. -P. 603 - 609.

17. Blach J. F., Saitzek S., Legrand C. et al. BaTiO3 ferroelectric nanoparticles dispersed in 5CB nematic liquid crystal. Synthesis and electro-optical characterization // Journal Of Applied Physics. -2010. - V. 107. - Is. 7. - P. 074102.

18. Gupta M., Satpathy I., Roy A. et al. Nanoparticle induced director distortion and disorder in liquid crystal-nanoparticle dispersions // Journal of Colloid and Interface Science. - 2010. - V. 352. -P. 292-298.

19. Zakerhamidi M. S., Shoarinejad S., Mohammadpour S. Fe3O4 nanoparticle effect on dielectric and ordering behavior of nematic liquid crystal host // Journal of Molecular Liquids. - 2014. - V. 191. - P. 16-19.

20. Warenghem M., Henninot J. F., Blach J. F. et al. Combined ellipsometry and refractometry technique for characterisation of liquid crystal based nanocomposites // Review of Scientific Instruments. - 2012. - V. 83. - P. 035103.

21. Kaczmarek M., Buchnev O., Nandhakumar I. Ferroelectric nanoparticles in low refractive index liquid crystals for strong electro-optic response // Applied Physics Letters - 2008. - V. 92. - P. 103307.

110

22. Rastogi A., Pathak G., Srivastava A. et al. Cd1-XZnXS/ZnS core/shell quantum dots in nematic liquid crystals to improve material parameter for better performance of liquid crystal based devices // Journal of Molecular Liquids. - 2018. - V. 255. - P. 93-101.

23. Mottram N.J. A model of dual frequency nematic liquid crystals // Workshop Soft Matter Mathematical Modelling. - Cortona - 2005.

24. Блинов Л.М. Электро и магнитооптика жидких кристаллов. - М. - Наука. - 1978.

25. Mishra M, Dabrowski R. S., Vij J. K. et al. Electrical and electro-optical parameters of 4 ' -octyl-4-cyanobiphenyl nematic liquid crystal dispersed with gold and silver nanoparticles // Liquid Crystals. - 2015. - V. 42. - Is. 11. - P. 1580 - 1590.

26. Verma R., Mishra M., Dhar R. et al. Single walled carbon nanotubes persuaded optimization of the display parameters of a room temperature liquid crystal 4-pentyl-4'cyanobiphenyl // Journal of Molecular Liquids. - 2016. - V. 221. - P. 190-196.

27. Lapanik V., Lugouskiy A., Timofeev S. et al. Influence of the size and the attached organic tail of modified detonation nanodiamond on the physical properties of liquid crystals // Liquid Crystals. -2014. - V. 41. - Is. 9. - P. 1332-1338.

28. Mirzaei J., Urbanski M., Yu K. et al. Nanocomposites of a nematic liquid crystal doped with magic-sized CdSe quantum dots // Journal of Material Chemistry. - 2011. - V. 21. - P. 12710-12716

29. Tripathi P. K., Misra A. K., Manohar S. Improved dielectric and electro-optical parameters of ZnO nano-particle (8% Cu2+) doped nematic liquid crystal // Journal of Molecular Structure. - 2013. -V. 1035. - P. 371-377.

30. Al-Hazmi F., Al-Ghamdi A. A., Al-Senany N. Dielectric anisotropy properties of nanostructure metal oxide semiconductor and 4-4'-n-pentylcyanobiphenyl based on nano-nematic composite systems // Journal of Molecular Liquids. - 2014. - V. 190 - P. 169-173.

31. Basu R., Kinnamon D., Garvey A. Nano-electromechanical rotation of graphene and giant enhancement in dielectric anisotropy in a liquid crystal // Applied Physics Letters. - 2015. - V. 106. -P. 201909.

32. Guralnik R., Samagin S. A. Electrophysics of a modal multichannel liquid-crystal wavefront corrector // Quantum Electronic. - 2002. - V. 32. - P. 362-366.

33. Barton Y., Kalnin A. A. Liquid-crystal diode generator of low-frequency oscillations // Technical Physics. - 1998 - V. 43. - P. 112-113.

111

34. Konshina E. A., Shcherbinin D. P. Study of dynamic light scattering in nematic liquid crystal and its optical, electrical and switching characteristics // Liquid Crystals. - 2018. - V. 45. - Is. 2 - P. 292-302.

35. Lee C. E., Jeng S. C. Bistable liquid crystal devices with nanoparticle-coated polyimide alignment films // Optics Letters - 2013. - V. 38. - P. 1013-1015.

36. Casella C., Causin V., Rastrelli F., et al. Ionic liquid crystals based on viologen dimers: tuning the mesomorphism by varying the conformational freedom of the ionic layer // Liquid Crystals. -

2016.- V.43.- P.1161-1173.

37. Lisetski L., Soskin M., Lebovka N. Carbon Nanotubes in Liquid Crystals: Fundamental Properties and Applications // Physics Of Liquid Matter: Modern Problems. - 2015. - V. 171. - P. 243-297.

38. Yaroshchuk O., Tomylko S., Kovalchuk O. et al. Liquid crystal suspensions of carbon nanotubes assisted by organically modified Laponite nanoplatelets // Carbon. - 2014. - V. 68. - P. 389-398.

39. Vimal T., Pandey S., Gupta S.K. et al. Enhanced negative dielectric anisotropy and high electrical conductivity of the SWCNT doped nematic liquid crystalline material // Journal of Molecular Liquids. - 2015. - V. 204. - P. 21-26.

40. Volpati D., Massey M. K., Johnson D.W. et al. Exploring the alignment of carbon nanotubes dispersed in a liquid crystal matrix using coplanar electrodes // Journal of Applied Physics - 2015. -V.117. - P.125303

41. Sridevi S., Prasad S. K., Nair G. G. et al. Enhancement of anisotropic conductivity, elastic, and dielectric constants in a liquid crystal-gold nanorod system // Applied Physics Letters. - 2010. - V. 97. -P.151913.

42. Prasad S. K., Kumar M. V., Shilpa T. et al. Enhancement of electrical conductivity, dielectric anisotropy and director relaxation frequency in composites of gold nanoparticle and a weakly polar nematic liquid crystal // RSC Advanced. - 2014 - V. 4. - P. 4453-4462.

43. Lee W., Wang C. Y., Shih Y. C. Effects of carbon nanosolids on the electro-optical properties of a twisted nematic liquid-crystal host // Applied Physics Letters. - 2004. - V. 85. - Is. 4. - P. 513515.

112

44. Shukla R. K., Galyametdinov Y. G., Shamilov R. R. Effect of CdSe quantum dots doping on the switching time, localised electric field and dielectric parameters of ferroelectric liquid crystal // Liquid Crystals - 2014. - V. 41. - Is. 12. - P. 1889-1896.

45. Lee H. M., Chung H. K., Park H. G. Residual DC voltage-free behaviour of liquid crystal system with nickel nanoparticle dispersion // Liquid Crystals. - 2014. - V. 41. - Is. 2. - P. 247-251.

46. Shcherbinin D. P., Konshina E. A., Solodkov D. E. The effect of CdSe/ZnS quantum dots on the rotational viscosity and charge carrier concentration of a nematic liquid crystal // Technical Physics Letters. - 2015. - V. 41. - Is. 8. - P. 781-783.

47. Urbanski M., Lagerwall J. P. F. Nanoparticles dispersed in liquid crystals: impact on conductivity, low-frequency relaxation and electro-optical performance // Journal Of Materials Chemistry C. - 2016. - V. 4. - Is. 16. - P. 3485-3491.

48. Singh D. P., Gupta S. K., Manohar R. ZnO1-xSx Nanosphere in Ferroelectric Liquid Crystal Matrix: The Effect of Aggregation and Defects on the Dielectric and Electro-Optical Properties // Advances In Condensed Matter Physics. - 2013. - P. 250301.

49. Garbovskiy Y. Switching between purification and contamination regimes governed by the ionic purity of nanoparticles dispersed in liquid crystals // Applied Physics Letters - 2016. - V. 108. -Is. 12. - P. 121104.

50. Garbovskiy Y. Electrical properties of liquid crystal nano-colloids analysed from perspectives of the ionic purity of nano-dopants // Liquid Crystals. - 2016. - V. 43. - Is. 5. - P. 648-653.

51. Garbovskiy Y. Impact of contaminated nanoparticles on the non-monotonous change in the concentration of mobile ions in liquid crystals // Liquid Crystals. - 2016. - V. 43. - Is. 5. - P. 664-670.

52. Urbanski M., Mirzaei J., Sharma A. et al. Chemically and thermally stable, emissive carbon dots as viable alternatives to semiconductor quantum dots for emissive nematic liquid crystal-nanoparticle mixtures with lower threshold voltage // Liquid Crystals. - V. 43 - Is. 2 - P. 183-194.

53. Vardanyan K. K., Palazzo E. D., Walton R. D. Nematic nanocomposites with enhanced optical birefringence // Liquid Crystals. - 2011. - V. 38. - Is. 6. - P. 709-715.

54. Basu R., Garvey A., Kinnamon D. Effects of graphene on electro-optic response and iontransport in a nematic liquid crystal // Journal Of Applied Physics. - 2015. - V. 117. - P. 074301.

55. Basu R. Effect of carbon nanotubes on the field-induced nematic switching // Applied Physics Letters. - 2013. - V. 103, - P. 241906.

113

56. Basu R., Garvey A. Effects of ferroelectric nanoparticles on ion transport in a liquid crystal // Applied Physics Letters. - 2014. - V. 105, - P. 151905.

57. Urbanski M., Mirzaei J., Hegmann T. et al Doping in Nematic Liquid Crystals: Distinction between Surface and Bulk Effects by Numerical Simulations // ChemPhysChem. - 2014. - V. 15. - P. 1395-1404.

58. Zhao Y., Hao Q., Ma Y. et al. Light-driven tunable dual-band plasmonic absorber using liquidcrystal-coated asymmetric nanodisk array // Applied Physics Letters. - 2012. - V.100. - P. 053119

59. Zografopoulos D. C., Beccherelli R. Long-range plasmonic directional coupler switches controlled by nematicliquid crystals // Optics Express. - 2013. - V. 21. - P. 8240-8250.

60. Zografopoulos D. C., Beccherelli R. Liquid-crystal-tunable metal-insulator-metal plasmonic waveguides and Bragg resonators // Journal Of Optics. - 2013. - V. 15. - Is. 5. - P. 055009.

61. De Sio L., Klein G., Serak S. et al. All-optical control of localized plasmonic resonance realized by photoalignment of liquid crystals // Journal of Material Chemistry C. - 2013. - V. 1. - P. 74837487.

62. Cetin A. E., Mertiri A., Huang M. et al. Thermal tuning of surface plasmon polaritons using liquid crystals // Advanced Optical Material. - 2013. - V. 1. - P. 915-920.

63. Amosova L. P., Leonov N. B., Toropov N. A. An Anomalous Change in the Frequency of Plasmon Resonances of Island Metal Films upon Their Contact with Some Polar Organic Media // Optics and Spectroscopy. - 2016. - V. 121. - Is. 6. - P. 837-841.

64. Quint M. T, Delgado S., Parades J. H. et al. All-optical switching of nematic liquid crystal films driven by localized surface plasmons // Optics Express. - 2015. - V. 23. - Is. 5. - P. 6888-6895.

65. Konshina E. A., Galin I. F., Gavrish E. O. et al. The doping of the polyimide alignment layer by semiconductor quantum dots // AIP Advances. - 2013. - V. 3. - P. 082104.

66. Liu B., Ma Y., Zhao D. et al. Effects of morphology and concentration of CuS nanoparticles on alignment and electro-optic properties of nematic liquid crystal // Nano Research. - 2017. - V. 10. - Is. 2.-P. 618-625.

67. Geis M. W., Lyszczarz T. M., Osgood R. M. et al. 30 to 50 ns liquid-crystal optical switches // Optic Express. - 2010. - V. 18. - P. 18886-18893.

114

68. Hong H., Shin H., Chung I. In-plane switching technology for liquid crystal display television // Journal of Display Technology. - 2007. - V. 3. - P. 361-370.

69. Hong S. H., Jeong Y. H., Kim H. Y., et al. Novel nematic liquid crystal device associated with hybrid alignment controlled by fringe field // Japanese Journal of Applied Physics. - 2001. - V. 40. -P. L272-L274.

70. Ivanov A. V., Vakulin D. A. Simulation of a symmetric optical response from a hybrid-aligned structure of a dual-frequency nematic liquid crystal // Optics And Spectroscopy. - 2015. - V. 119. - Is. 6. - P. 1015-1021.

71. Chou T. R., Hsieh J., Chen W. T. et al. Influence of particle size on the ion effect of TiO2 nanoparticle doped nematic liquid crystal cell // Japanese Journal of Applied Physics. - 2014. - V. 53. - P. 071701.

72. Tripathi P. K., Joshi B., Singh S. Pristine and quantum dots dispersed nematic liquid crystal: Impact of dispersion and applied voltage on dielectric and electro-optical properties // Optical Materials - 2017. - V. 69. - P. 61-66.

73. Chung H. K., Park H. G., Ha Y. S. et al. Superior electro-optic properties of liquid crystal system using cobalt oxide nanoparticle dispersion // Liquid Crystals. - 2013. - V. 40. - Is. 5. - P. 632638.

74. Podoliak N., Buchnev O., Herrington M. et al. Elastic constants, viscosity and response time in nematic liquid crystals doped with ferroelectric nanoparticles // RSC Advanced. - 2014. - V. 4. - P. 46068.

75. Ezhov V. A., Andreev A. L., Kompanets I. N., et al. 3D system for multifunction stereo viewing and displaying //SID Conference Record of the International Display Research Conference - 2011. -P. 174-178.

76. Pozhidaev E. P., Mudretsov D. A., Shoshin V. M., et al. IR polarizerless gate based on the scattering effect in a nematic liquid crystal // Technical Physics Letters. - 2013. - V. 39. - P. 517-519.

77. Leaw W. L., Mamat C. R., Triwahyono S. et al. Liquid crystal physical gel formed by cholesteryl stearate for light scattering display material // Journal Of Colloid And Interface Science -2016. - V483:41-48.

115

78. Chan C. H., Wu T. Y., Yen M. H., et al. Low power consumption and high-contrast light scattering based on polymer-dispersed liquid crystals doped with silvercoated polystyrene microspheres // Optics Express. - 2016. - V. 24. - P. 29963-29971.

79. Kumar P, Sharma V, Jaggi C, et al. Orientational control of liquid crystal molecules via carbon nanotubes and dichroic dye in polymer dispersed liquid crystal // Liquid Crystals. - 2017. - V. 44. - Is. 5.-P. 843-853.

80. Kumar P, Sharma V, Jaggi C, et al. Dye-dependent studies on droplet pattern and electro-optic behaviour of polymer dispersed liquid crystal // Liquid Crystals. - 2017. - V. 44. - Is. 4. - P. 757-767.

81. Xiangjie Z., Cangli L., Jiazhu D., et al. Morphology effect on the light scattering and dynamic response of polymer network liquid crystal phase modulator // Optics Express. - 2014. - V. 22. - P. 14757-14768.

82. Lu H., Chu Y., Jing S. et al. Characterisation and effect of polymer network deformation in reverse-mode polymer-stabilised cholesteric texture // Liquid Crystals. - 2017. - V. 44. - Is. 4. - P. 437-443.

83. Saito M., Uemi H. A spatial light modulator that uses scattering in a cholesteric liquid crystal // Review Of Scientific Instruments. - 2016 - V. 87. - P. 033102.

84. Cheng K. T., Lee P. Y., Qasim M. M. et al. Electrically switchable and permanently stable light scattering modes by dynamic fingerprint chiral textures // Acs Applied Materials And Interfaces. -2016.- V. 8.- P.10483-10493.

85. Andreev A., Andreeva T., Kompanets I. et al. Fast bistable intensive light scattering in helix-free ferroelectric liquid crystals // Applied Optics. - 2016 - V. 55. - P. 3483-3492.

86. Qasim M. M., Kahan A. A., Kostanyan A. et al. Hybrid graphene nematic liquid crystal light scattering device // Nanoscale. - 2015. - V. 7. - P. 14114-14120.

87. Chung S. H., Noh H. Y. Polymer-dispersed liquid crystal devices with graphene electrodes // Optics Express. - 2015. - V. 23. - P. 32149-32157.

88. Geis M. W., Bos P. J., Liberman V. et al. Broadband optical switch based on liquid crystal dynamic scattering // Optics Express. - 2016 - V. 24. - P. 13812-13823.

89. Wang H., Gong H., Song P. et al. Reverse-mode polymer dispersed liquid crystal films prepared by patterned polymer walls // Liquid Crystals. - 2015. - V. 42. - P. 1320-1328.

116

90. Serak S. V., Hrozhyk U., Hwang J. et al. High contrast switching of transmission due to electrohydrodynamic effect in stacked thin systems of liquid crystals // Applied Optics - 2016. - V. 55. -P.8506-8512.

91. Wang H., Wang L., Xie H. et al. Electrically controllable microstructures and dynamic light scattering properties of liquid crystals with negative dielectric anisotropy // RSC Advanced. - 2015. -V. 5. - P.33489-33495.

92. Heilmeier G. H., Zanoni L. A., Barton L. A. Dynamic scattering:a new electrooptic effect in certain class of nematic liquid crystal // Proceedings IEEE - 1968 - V. 56. - P. 1162.

93. Heilmeier G. H., Zanoni L. A., Barton L. A. Further studies of the dynamic scattering mode in nematic liquid crystals // IEEE Transactions on Electron Devices - 1970. - V. ED-17., - Is.1. - P. 2226.

94. Konshina E. A., Fedorov M. A., Amosova L. P. Determining the director tilt and phase lag of liquid-crystal cells by optical methods // Journal of Optical Technology. - 2006. - V. 73. - P. 830833.

95. Nastishin Y. A., Polak R. D., Shiyanovskii S. V. et al. Determination of nematic polar anchoring from retardation versus voltage measurements // Applied Physics Letters. - 1999. - V. 75. -P. 202-204.

96. Murakami S., Naito H. Electrode and interface polarizations in nematic liquid crystal cells // Japanese Journal of Applied Physics. - 1997. - V. 36. - P. 2222-2225.

97. Shcherbinin D. P., Vakulin D. A., Konshina E. A. Electric method for studying reorientation dynamics of the nematic liquid crystal director // Technical Physics. - 2016. - V. 61. - Is. 7. - P.10391045.

98. Park W. S. Determination of the order parameters of nematic liquid crystals by infrared spectroscopy // Journal of Korean Physics Society. - 2000. - V. 37. - P. 331-334.

99. Konshina E. A., Shcherbinin D. P., Kurochkina M. A. Comparison of the properties of nematic liquid crystals doped with TiO2 and CdSe/ZnS nanoparticles // Journal of Molecular Liquids. in press.

100. Hung H. Y., Lu C. W., Lee C. Y. et al. Analysis of metal ion impurities in liquid crystals using high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry // Analytical Methods - 2012. - V. 4. -Is. 11. - P. 3631-3637.

117

101. Shcherbinin D. P., Konshina E. A. Ionic impurities in nematic liquid crystal doped with quantum dots CdSe/ZnS // Liquid Crystals. - 2017. - V. 44. - Is. 4. - P. 648-655.

102. Shcherbinin D. P., Konshina E.A. Impact of titanium dioxide nanoparticles on purification and contamination of nematic liquid crystals // Beilstein Journal of Nanotechnology. - 2017. - V. 8. -Is. 1. - P. 2766-2770.

103. Konshina E. A., Shcherbinin D. P., Gavrish E. O. Properties Of Nematic Liquid Crystals Doped With CdSe/ ZnS Semiconductor Nanoparticales // Liquid Crystals And Their Application. -

2015. - V. 15. - Is. 3. - P. 64-81.

104. Konshina E. A., Galin I. F., Shcherbinin, D. P. et al. Study of dynamics and relaxation optical response of nematic liquid crystals doped with CdSe/ZnS quantum dots // Liquid Crystals - 2014. - V. 41. - Is. 9. - P. 1229-1234.

105. Yadav S. P., Manohar R., Singh S. Effect of TiO2 nanoparticles dispersion on ionic behaviour in nematic liquid crystal // Liquid Crystals. - 2015. - V. 42. - P. 1095-1101.

106. Garbovskiy Y. Adsorption/desorption of ions in liquid crystal nanocolloids: the applicability of the Langmuir isotherm, impact of high electric fields and effects of the nanoparticle's size // Liquid Crystals. - 2016. - V. 43. - P. 853-860.

107. Willman E., Seddon L., Osman M. et al. Liquid crystal alignment induced by micron-scale patterned surfaces // Physics Review E. - 2014. - V. 89. - P. 052501.

108. Yi Y., Nakata M., Martin A. R., et al. Alignment of liquid crystals by topographically patterned polymer films prepared by nanoimprint lithography // Applied Physics Letters - 2007. - V. 90. - P. 163510.

109. Silvestre N. M., Romero-Enrique J. M., Telo da Gama M. M. Nematic liquid crystals on sinusoidal channels: the zigzag instability // Journal Of Physics-Condensed Matter. - 2017. - Vol. 29. - P. 014004.

110. Rojas-Gomez O. A., Romero-Enrique J. M., Silvestre N. M. et al. Pattern-induced anchoring transitions in nematic liquid crystals // Journal Of Physics-Condensed Matter. - 2017. - V. 29. P. 064002.

111. Amosova L. P. How the deposition conditions of films of the oxides of semiconductors and metals affect the orientation of liquid crystals // Journal of Optical Technology - 2013. - V. 80. - P. 179-186.

118

112. Konshina E. A. Production methods and properties of liquid-crystal-orienting layers based on amorphous carbon // Journal of Optical Technology - 2011. - V. 78. - P. 210-217.

113. Garbovskiy Y., Reisman L., Celinski Z. et al. Metallic surfaces as alignment layers for nondisplay applications of liquid crystals // Applied Physics Letters - 2011. - V. 98. - P. 073301.

114. Sanda P. N., Dove D. B., Ong H. L. Role of surface bonding on liquid-crystal alignment at metal-surfaces // Physics Review A. - 1989. - V. 39. P. 2653-2658.

115. Lo K. Y., Huang C. Y., Chu T. H. et al. Variation of nematic liquid crystal on a silver surface // Journal Of Optics A-Pure And Applied Optics. - 2006. - V. 8. - P. 501-506.

116. Armitage D. Alignment of liquid-crystal on a polarizing metal-film // Applied Physics Letters. - 1990. - V. 56. - P. 1723.

117. Ong H. L., Hurd A. J., Meyer R. B. Alignment of nematic liquid-crystals by inhomogeneous surfaces // Journal of Applied Physics. - 1985. - Vol. 57. - P. 186-192.

118. Shcherbinin D. P., Konshina E. A., Polischuk V. A. Influence of surface properties on the structure of granular silver films and excitation of localized plasmons // Optics And Spectroscopy -

2016. - V. 120. - Is. 4. - P. 622-627.

119. Konshina E. A., Shcherbinin D.P. Effect of granular silver films morphology on molecule orientation and ion contamination of nematic liquid crystal // Bulletin of Moscow Region State University. - 2017. - V. 4. - P. 103-113.

120. Amosova L. P., Boikov D. S., Shcherbinin D. P. Influence of barrier effects at interfaces on dynamic scattering of light in a nematic liquid crystal // Technical Physics. - 2017. - V. 62. - Is. 9. -P.1385-1392.