Amonyum sülfatın ferroelektrik faz geçişinin incelenmesi ve smektojenlerin mezomorf ve morfolojik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu tez çalışması, deneysel ve teorik olarak iki bölümden oluşmaktadır. Deneysel kısmında, sıvı kristal moleküllerinin dip-coating ince film kaplama tekniği ile kaplanan camlardaki yönelimleri incelendi ve yollar farkı belirlendi. Yönelimlerin kalitesi, politermik mikroskobu yöntemi ile, çift kırılma ve yollar farkı ölçülerek belirlendi. Kaplanmış ve ince film kaplı camlarda politrop sıvı kristallerin faz geçişi sıcaklıkları ve faz geçişi aralığı, polarizasyon mikroskopu ve özel olarak yaptığımız kapilyar sıcaklık kaması yardımıyla ( Cu-Sn ) termoçiftten 1 0"4 °C/mm olarak ölçüldü. Yapılan ölçüm ve hesaplamalar sonucunda ince film kaplı kapilyardaki faz geçişi sıcaklığı H-l 16 ve H-131 sıvı kritalleri için, kaplanmamış camlarda daha düşük olup, faz geçişi sıcaklık aralığının arttığı bulundu. Buna karşılık H-l 16 ve H-131 sıvı kristallerinin evtektik karışımı için bu durum tam tersi oldu. Yani kaplanmış camlardaki faz geçişi sıcaklığı, kaplanmamış camlardakine nazaran, daha yüksek, faz geçişi sıcaklık aralığı ise düşük olarak bulundu. Ayrıca kaplanmış camlarda faz geçişi sıcaklıklarının zamanla azaldığı, buna karşılık faz geçişi aralıklarının arttığı gözlendi, ilk olarak "aging effect" bizim tarafımızdan gözlendi. Çalışmanın teorik kısımda ise amonyum sülfatın Landau ortalama alan teorisi kullanılarak ferrielektrik davranışı incelenmiştir. Ortalama alan modeli iki altörgü yapısının oluşturduğu Pı ve P2 polarizasyonlarının sistemin düzen parametreleri olarak alınmasıyla meydana getirilmiştir. Bizim çalıştığımız modelde sistemin serbest enerjisine literatürde bulunan terimlerin dışında Pı P22 çiftlenimi eklenmiştir. Bu terim eklenmesiyle duygunluğun sıcaklığa bağlılığı daha geniş bir sıcaklık aralığında paraelektrik fazda geçerli olan Curie - Weiss yasasının verdiği sonucun ekstrapolasyonunu sağlamaktadır. Bizim modelimiz ayrıca Pı ve P2 'nin sıcaklığa bağlılığı literatürdeki bilinen durumdan daha kavissiz bir davranış vermektedir.

This thesis work consists of two parts. In the first part we give our experimental study on the polymorphic liquid crystals. In the second part we give our theoretical study on the ferrielectric behaviour of ammonium sulphate using the mean field theory. Now, we summarize our experimental study. The effect of different surfaces on mesomorphous properties of liquid crystals is an important problem both from the fundamental point of view and practical application of liquid crystals. The studies of the effect of thin films of a number of metal oxides on the orientational properties of polimorphic crystals have been carried out in this work. The liquid crystal have rather sensitive structures labil to different external effects. These materials can alter their optical, hydrodynamic, thermodynamic, electrophysical, viscoelastic properties under the effect of electric, magnetic and thermic fields, deformations, flows etc. The problem of the effect of different surfaces on the orientational properties of liquid crystals has attracted widespread attention of investigators at all times. Recently the interest in this problem has been further grown due to the practical application of liquid crystals. The effect of different surfaces on macroscopic and microscopic properties of liquid crystal is also of great importance from the fundamental point of view. İt is known that the different surfaces affect the orientational, optical and thermodynamical properties of liquid crystals İn this work, we have investigated the dynamics of the change in heterophase widths and phase transition temperatures under the effect of reference surface in polymorphic smectogenes. The investigations were made in the plane, cappillare surfaces which were coated with amorphous TİO2. The polymorphic smectogenes which were observed as Smectic B - Smectic C, Smectic C - Smectic A, Smectic A - Nematic and Nematic - Isotrop liquid phase transitions are used as objects of investigations. In order to obtain the morphological properties of liquid crystals and to determine the phase transition temperatures of liquid crystals, we have used the metods of the polarisation microcopy and the cappillary temperature wedge. We have determined the phase transition temperatures and the widths of heterophase regions