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同源的相变温度和结构变化的一系列2 - (4 - n alkanoyloxy benzylidenamino)苯并噻唑(n BABTH),其中n = 12和16,研究了利用偏光光学显微镜(POM)。温度和频率依赖的介电常数和介电损耗都用的频率范围1千赫至1 MHz .Anomalies介电性能记录相变附近当介电常数和介质损耗测量频率和温度的函数。介电常数的变化和损失是在低频段,但不断在更高的频率。活化能和弛豫时间的变化在净化的阶段进行了研究。
关键字 |
液晶、benzothiozoles相变,介电常数,介电损耗,弛豫时间,活化能。 |
介绍 |
通常存在于三个州,即固体、液体和气体。某些有机化合物显示结晶固体和各向同性液体之间的中间阶段,是热力学稳定。这些阶段表现出流变行为类似于液体,但各向异性晶体固体的性质,因此他们被称为液晶(LC)阶段[1 - 3]。液晶都进行了广泛的调查,由于越来越重要在科学、技术、工业、消费产品和其他医学应用[4 - 7]。基于偶氮苯的液体结晶(LC)材料、低分子量或聚合的性质,是迷人的和承诺类化合物由于其独特的电子,光学和力学性能。在各种各样的实验方法研究液晶的分子动力学(LCs),低频介电谱具有特别的重要性由于相关数据的效用在光电设备。这些LC设备在几赫兹到几兆赫兹的频率区域,涉及不同的模式的分子运动。[8]。杂环mesogens通常合并等杂原子N, O和年代,从而减少在整个分子几何以及一代强极性感应。夹杂物的杂原子可以大大改变极性,极化率,在一定程度上的几何形状的分子。 Thus it influences the type of mesophase transition temperature, dielectric constants and other properties of the liquid crystals [9]. Examples of liquid crystals with incorporated heterocyclic rings are pyridine, thiophene, oxadiazole and benzoxazole. Although many compounds having a heterocyclic core exhibit mesomorphic properties, mesogenic samples derived from benzothiazole are relatively less. Benzothiazole, another kind of heterocyclic fused ring system, exhibits good hole-transporting properties with a low ionisation potential, making it of potential interest as hole-transporting materials in organic lightemitting devices (OLEDs) [10]. Therefore, the benzothiazole ring is chosen as the mesogenic core in this study. The present study emphasises at textural, phase transitions and dielectric properties of homologous series of 2-(4- n alkanoyloxy benzylidenamino) benzothiazoles mesogens where n = 12 and 16 at starting from room temperature to above to its isotropic temperatures and in the frequency range 1Hz to 1 M Hz region. |
实验 |
答:材料: |
2 - (4 - n alkanoyloxybenzylidenamino)苯并噻唑(n = 12和16)mesogens合成[11]。化合物的化学结构如图1所示。 |
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B.Methods: |
结构和相变温度记录使用Meopta偏光光学显微镜(POM)与高温所描述的灰色[12]。这些化合物是填写LC1 ITO镀膜液晶细胞- 90°捻对齐(5毫米X 5毫米X 6μm)获得从Instec Inc .)美国。细胞是通过毛细管作用方法在温度高于各向同性。电容C的温度和频率依赖性,电阻R、电感L测量通过使用牛顿第四有限公司,电感电容电阻测量计模型。在这项研究中细胞充满样本被放置在一个Instec冷热阶段(302年高碳钢)被配备显微镜(奥林巴斯BX50)和DP10相机设置。温度监测和控制通过一个计算机软件程序的精度±0.1摄氏度。样品被加热到各向同性状态,直到达到热平衡。数据在冷却过程中。测量信号振幅的平方形式2 v。测量的频率范围从1赫兹到1 MHz,并计算了不同介质参数(13、14)。 The accuracy in dielectric constant and loss may be to the extent of 1% and 2% respectively. |
介质参数的确定 |
答:计算介电常数(′): |
材料的介电常数是电容器的比电容包含相同电极材料的电容与真空系统。使用以下方程的介电常数,(1)计算。 |
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的结构观察2 - (4 - n alkanoyloxybenzylidenamino)苯并噻唑(n = 12和16)mesogens通过POM显示对映的净化的一个阶段,如图2所示。转变温度也由差示扫描量热法技术。相变温度测量的数据来自POM和DSC是在良好的协议。[11] |
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B。电介质的研究: |
介电常数的变化、温度系数介电常数,介电损耗随着频率的函数,12 BABTH和16 BABTH mesogens在不同阶段如图3 - 5所示。 |
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介电常数(1)和损失(11)作为频率的函数在不同的温度下对样本如图3 (a)和3 (b)。图表明,介电常数的值(以低频率高和逐渐减少频率增加,但随着温度增加。(1)在低频率的高价值是由于空间电荷极化的影响[17]。减少介电常数与频率的基础上可以解释Koop的理论[18],在介电材料被视为两层结构Maxwell-Wagner类型[19]。在这个模型中谷物代表一个导电层,而晶界代表一个导电层。谷物具有小介电常数和主导作用在高频率[20]。晶界具有高介电常数的价值,和主要影响介电性能。 |
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图5显示12 BABTH介电损耗和16 BABTH mesogens。低介电损耗在高频率显示相似与介电常数的变化(图3)由于小角度的旋转。频率依赖的损耗系数是在同样的方式作为介电常数。弛豫峰的变化是观察到的频率范围内的化合物。介电损耗的数据清楚地表明,低频数据是由于离子电导的影响,而高频数据由于ITO阻力的影响。像往常一样放松频率被转向低与降低温度。 |
弛豫时间和激活能量的变化在不同的温度下图6和图7所示。 |
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观察到的温度变化的弛豫频率进行了分析通过相应的斯莱特的摄动方程,如图6所示。结果表明,固相的弛豫时间增加缓慢,他们迅速增加在各向同性相液晶相。活化能可以解释为所需要的能量进行必要重新定位的分子和能量分离[21]。相对价值更高的活化能势垒越高看到的是暗示分子偶极矩东方在高频领域激活能量减少,它有一个相对较高的绝缘强度。从图7中,很明显,活化能随温度增加,但相对与应用频率降低。活化能显示类似的倾向为样本,而增加随着温度和减少频率增加,如图7所示。这种效果,是由于分散粒子的表面活性作用对当地的液晶的弹性变形与液晶之后增加了频率。在低频率的增加,活化能导致限制流动的带电载体导致较低的电导率。在更高的频率,降低活化能是由于高迁移率的传输。 |
结论 |
同源系列的相变温度和阶段2 - (4 - n alkanoyloxy benzylidenamino)苯并噻唑(n BABTH),其中n = 12和16,研究了利用偏光显微镜(POM)热微观研究显示对映的SmA的阶段。相变温度测量的数据来自POM和DSC是在良好的协议。的介电谱频率依赖的介电常数和损耗对样品进行分析和空间电荷极化观察到低频率。温度的急剧变化对测量介质参数区域都对应相应的液晶的相变材料。此外,弛豫时间和活化能的变化在不同区域的温度作为频率的函数。 |
确认 |
作者欣然承认大学拨款委员会部门研究计划在第三级计划。F.530/1 / DRS / 2009 (SAP-1),日期为2009年2月9日,科技部基金提高科技项目。DST /拳头PSI-002/2011日期为20-12-201,新德里,物理系,Acharya Nagarjuna大学提供金融援助。钢桁架哈希望感谢Tunku Abdul Rahman大学UTAR研究基金会的资助(6200 h10)。 |
引用 |
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