بخشی از مقاله
چکیده-
دراین مقالهق خواص الکترواپتیکی بلورهاي مایع نماتیک آلائیده به رنگینه هاي آزو بررسی شده است. طیف جذبی و نیز طیف عبوري بلورهاي مایع نماتیک آلائیده به رنگینه هاي آزو اندازه گیريشده است. گاف انرژي این نمونه ها را به روش طیف سنجی اندازه گیري نموده و تاثیر غلظت بر روي اندازه گاف انرژي را بررسی کردیم. طبق نتایج تجربی گاف انرژي نمونه ها با افزایش غلظت رنگینه ها کاهش می یابد.
کلید واژه- بلورهاي مایع نماتیک آلائیده به رنگینه هاي آزو، خواص الکترو-اپتیکی، گاف انرژي.
-1 مقدمه
در سال هاي اخیر بلورهاي مایع مورد توجه بسیاري از محققان بوده است. بلورهاي مایع نماتیک به عنوان یک نمونه اي داراي ساختار بلورین و نیز خاصیت مایعی، بطور وسیعی در کارهاي تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا گاف انرژي بلورهاي مایع آلائیده به رنگینه هاي آزو را به روش طیف سنجی بدست می آوریم و سپس تاثیر غلظت بر روي گاف انرژي را بررسی می کنیم. در واقع ویژگی هاي طیف جذبی رنگینه ها تحت تاثیر حلال هاي ناهمسانگردي مانند بلورهاي مایع، بدلیل برهمکنش هاي میهمان-میزبان تغییر می یابد. اگرچه اثر میهمان- میزبان در طی بیست سال اخیر مورد مطالعه بسیاري از محققان قرار گرفته است[1-6]، کارهاي زیادي بر روي خواص تجمعی مولکول هاي رنگینه در حلال هاي بلور مایع نماتیک انجام شده است. در تحقیق حاضر نقش غلظت بر روي برهم کنش میهمان-میزبان با استفاده از طیف هاي عبوري و جذبی مورد مطالعه قرار گرفته شده است [7-.11]
-2 مواد میهمان-میزبان
در این مقاله براي اولین بار خواص الکترو-اپتیکی بلور مایع نماتیک جدید w1680 آلائیده به رنگینه هاي Sudan Sudan III, Black Bو Sudan IVفمورد بررسی قرار گرفته شده است .[12-14] تاثیر غلظت در مورد این رنگینه هاي آزو بررسی شده است.فبلور مایع نماتیک خالص در این آزمایش به عنوان میزبان مورد استفاده قرار داده ابم .ف در این تحقیق ترکیب نماتیک w1680 با ناهمسانگردي دي الکتریکی مثبت و بالا به عنوان حلال استفاده شده است. بلور مایع مورد استفاده توسط موسسه شیمی آکادمی نظامی warsaw لهستان سنتز شده است. رنگینه هاي مورد مطالعه با غلظت حدود ۵.٠ تا ١ درصد وزنی در حلال بلور مایع بکار برده شدند. سلول هاي میهمان-میزبان از ساندویچ کردن حلال هاي نماتیک بین دو صفحه شیشه اي اپتیکی در ابعاد 2cm×1.2cm ساخته شده اند. فاصله بین سطوح الکترود ها ٢.١١ میکرومتر می باشد. سل هاي بلور مایع توسط دو پلاریزور عمود بر هم و استفاده از خاصیت دو رنگ نمائی خطی تست شده است. دماي سل هاي بلور مایع در حدود ٢٢ درجه سانتی گراد کنترل شده است.
-3 نتایج تجربی
از نظر خواص اپتیکی، بلورهاي مایع آلائیده به رنگینه ها با غلظت معینی داراي اهمیت زیادي می باشد. اثر مهم مولکول هاي رنگینه بر روي بلورهاي مایع تغییر دادن خواص غیر خطی آن ها می باشد. این مولکول ها از لحاظ شکل می توانند کشیده شوند و در جهت مولکول هاي بلور مایع نماتیک جهت دهی شوند. طیف جذبی و نیز طیف عبوري رنگینه هايSudan black B، Sudan III وSudan IV در بلور مایع w1680، به ترتیب در شکل هاي ١ و ٢ با غلظت هاي ۵.٠ و ١ درصد وزنی نمایش داده شدند. طیف سنجی در ناحیه مرئی یک روش براي محاسبه گاف انرژي اپتیکی می باشد. انرژي در ناحیه مرئی توسط مولکول هاي رنگینه جذب شده، الکترون هاي π از تراز پایه به تراز بالاتر انرژي که بوسیله اوربیتال هاي مولکولی توصیف می شود، جهش پیدا می کند. در فیزیک حالت جامد، انتقال بین تراز ظرفیت - VB - و تراز هدایت تCBف اتفاق می افتد و - Eg - گاف انرژي یا اختلاف بین سطح انرژي تراز ظرفیت و تراز هدایت می باشد. ضریب جذب براي گاف مستقیم مواد بوسیله رابطه Tauc داده می ف شود.[15-168]
مشاهده می کنیم گاف انرژي با افزایش غلظت رنگینه کاهش می یابد. تمامی رنگینه هاي بکار رفته داراي حلالیت پذیري بالایی می باشند. رنگینه Sudan black B داراي کمترین گاف انرژي و بنابراین بیشترین میزان رسانندگی است. این رنگینه بدلیل ساختار میله اي مانند خود، داراي ثابت دو رنگ نمائی بالا و نیز پایداري بالا می باشد.فبدلیل این خواص، این رنگینه بسیار مناسب جهت استفاده درLCDها می باشد. دو رنگینه دیگر بکار رفته در این تحقیق بدلیل فنول بودن جهت استفاده تجاري مناسب نمی باشند. ساختار مولکول هاي Sudan black B میله اي مانند است و بنابراین بردار اندازه حرکت انتقالی آن را می توان تقریبا موازي محور بلند مولکولی در نظر گرفت.
-4نتیجه گیري
طیف جذبی و عبوري رنگینه هاي Sudan Black B، SudanIII و Sudan IV در بلور مایع w1680، اندازه گیري شده است. در مورد نمونه ها میزان جذب با افزایش غلظت رنگینه ها افزایش پیدا می کند و برعکس میزان عبور کاهش می یابد. گاف انرژي نمونه ها اندازه گیري شده است و اثر غلظت بر روي اندازه گاف انرژيبررسی شده است. نتایج نشان می دهد که گاف انرژي با افزایش غلظت رنگینه کاهش می یابد. در میان این رنگینه ها Sudan Black B بدلیل پایداري بالا و نیز گاف انرژي پایین و بنابراین میزان رسانندگی بالا، کاندید خوبی براي مقاصد تجاري است.
