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방법 논문

액정에 자석으로 조정 Ferroelectric 편광 측정

8.2K 조회수

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DOI:

10.3791/58018

⸱

2018년 8월 15일

 ,  ,  , 

이 논문에서

요약

이 보고서에서 선물이 액정에 자기장을 적용 하 여 직접 magnetoelectric 효과, 즉, ferroelectric 분극의 유도 검사 하는 프로토콜. 이 프로토콜에는 실내 온도 magnetoelectrics를 달성 하기 위해 액정의 부드러움에 의해 지원 되는 독특한 접근 방식을 제공 합니다.

초록

자기와 (페로) 전기 사이의 커플링 현상을 보여주는 자료, 즉, magnetoelectric 효과, 센서 및 스토리지와 같은 미래의 장치 기술에 대 한 그들의 잠재적인 응용 프로그램으로 인해 관심의 큰 거래를 받고 있다. 그러나, 일반적으로 자석 금속 이온 (또는 래 디 칼)를 포함 하는 자료 활용, 기존의 접근 문제가 주요: 실 온에서 커플링 현상을 보여 몇 가지 재료만 발견 되었습니다. 최근, 우리는 실내 온도 magnetoelectrics를 달성 하는 새로운 접근을 제안 했다. 기존의 접근 달리 우리의 대체 제안 완전히 다른 소재, "액체 크리스탈", 자석 금속 이온에서 무료에 집중 한다. 이러한 액정에 자기장 구성 분자와 분자;의 자기 이방성을 통해 해당 전기 분극의 근처 상태 제어에 이용 될 수 있다 그것은 magnetoelectric 효과의 전례 없는 메커니즘입니다. 이러한 맥락에서이 종이 자기장, 즉, 직접 magnetoelectric 효과 액정에 의해 유도 된 ferroelectric 속성을 측정 하는 프로토콜을 제공 합니다. 여기서 설명 하는 방법으로 우리는 성공적으로 상 온에서 액정의 카이 랄 smectic C 단계에서 자석으로 조정 전기 분극 감지. Magnetoelectric 응답에 직접적인 영향을, 구성 분자의 유연성을 함께 찍은 도입된 방법 실내 온도 magnetoelectrics 더 많은 기능을 얻으려고 액정 셀 수 있도록 될 것입니다와 관련 된 광학 재료입니다.

서론

(나) 효과, 자석 (전기) 분야에 의해 전기 분극 (자화)의 유도에 있는 magnetoelectric 연구, 새로운 유형의 센서 및 스토리지 기술 쪽으로 초점을 맞추고 있다. 최근 multiferroics,12,3,4, 대상 시스템에 연구의 분야에서 연구 고체 재료, 무기, 유기를 포함 하 여 다양 한 유형의 확장 및 스핀-격자 커플링을 이용 하 여 금속-유기 프레임 워크 dexterously5,6,7,,89. 그러나, 나의 실질적인 활용에 대 한 수행 되어야 하는 실내 온도 작업 자료 그들의 ME와 커플링, 아직도 어려운 문제 이며 단일 재료의 매우 제한 된 수 실 온으로 보고 되었습니다 10까지 magnetoelectrics입니다....

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프로토콜

1. 액정 셀과 셀 간격의 결정의 준비

  1. 액정 셀의 준비
    1. 원하는 크기에 한쪽에 인듐/주석 산화물 (ITO) 코팅 컷 유리 기판 (전형적인 크기: 10 x 10 x 1.1 m m, 그림 2A). 기판 절단, 유리 커터와 그들의 얼굴에 선 스크래치 하 고 과잉 유리를 수동으로 끊다.
    2. 35 khz 초음파 목욕 30 분에 대 한 세제를 사용 하 여 컷 유리 기판 10 분 바꾸기 이온된에 대 한 초음파 목욕에 이온을 제거 된 물으로 씻는 워시 물 하 고 (그림 2B) 오염 물질을 제거 하는 기판 5 번 씻어. 나머지 물 한 공기-살포 기-총 주의 기판의 넓은 얼굴을 만지지에서 날 려.
    3. 30에 대 한 5000 rpm에서 솔루션 씻어 기질, 그리고 스핀 코트의 이토 코팅 면에 구체의 솔루션 ( 재료의 테이블에서에서 정렬 레이어 평면) 물방울 s (그림 2C). 기판 용 매를 제거 하 고 폴 리 이미 드 박막 치료를 1 시간에 200 ° C에서 구워.
    4. 기판의 이토와 구체의 코팅 면이 위쪽으로 향....

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결과

프로토콜 ME 액정 견본에 적용 하는 경우는 관찰만 성공으로 간주 됩니다. 여기 우리가 직접 나 상기 절차에 의해 준비 된 액정 샘플 효과 측정. 측정을 위해 비행기에 자기장 최대 자기 분야 유도 된 분극이 구성16에서 감지 하기 때문에 마찰 방향 (smectic 레이어 정상)에서 약 45 ° 기울어져 각도 적용 되었습니다.

그림 9A 전기 분극의 온도 프로 파일을 보여 줍니다. SmA * 단계, 아니 전기 분극 또는 자기장, SmA * 단계 magnetoelectric는 의미 없이 발전 한다. 이 결과 isotropy smectic 레이어 정상 주 축에 수직인 평면에 의해 잘 설명 된다, SmA * 단계 포인트의 그룹 D∞ (고려 .......

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토론

실험 결과 성공적으로 여기에서 설명한 메서드는 액정에 커플링 ME 시연 했다. 관찰 저와 매 그 니 토-유 전체 효과 연결할 수 고정된 smectic 계층 구조에 있는 분자 오리엔테이션의 근처 전환. 그러나, 계층 구조에서 레이어 수직 방향 을 n0 는 자기 이방성을 통해 자기장을 적용 하 여 또한 변경할 수 있습니다. 이 때문에 분자 n 와 그들의 자기 이방성을 통해 자기장의 병렬 배치를가지고 싶다. N0 와 자기장의 병렬 배치는 MIFLC 상태로 SmC * 단계, 또한 helicoidal 상태 보다 더 안정.

ME를 관찰 하 고 자기 유 전체 효과 성공적으로, SmC * 단계를 적절 한 단계는 중요. 각 측정 전에 샘플 등방성 액체 단계에 위로 열 하 고 냉각 제로 자기장에서 SmA * 단계를 문 지.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리는 우리의 실험에 그의 도움에 대 한 교수 Takanishi을 감사합니다. 여기 공부 화합물을 제공에 대 한 우리 또한 DIC 주식 회사를 감사 합니다. 이 작품 JSP 동료 (16J02711), JSP KAKENHI 부여 번호에 대 한 특정 지원 했다 01143와 졸업 학교 "대화형 자료 생도 프로그램" 선도 위한 프로그램.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
<강>재료
화합물 1: 그림 4(A)(주)DIC– N/APYP-8O8
화합물 2: 그림 4(B)DIC Co., Ltd.N/APYP-10O10F
ITO 코팅 유리 기판Sigma-Aldrich Inc.703192-10PK
세제Wako Pure Chemical Industries, Ltd.031-10401
얼라이먼트 레이어 대패JSR 주식회사AL1254
스페이서Teijin 필름 솔루션 Co., Ltd.Q51-12
접착제헌츠맨 Inc.ARALDITE RT30두 개의 기판
접착제M & 접착 용; I 재료 회사Apiezon H 그리스셀과 수제 인서트 접착용
실버 페이스트Fujikura Kasei Co., Ltd.D-753
Equipment
초음파 세척기AS ONE Corp.
스핀 코터주식회사 미카사1H-D7
편광 광학 현미경니콘 주식회사ECLIPSE LV100N POL
쇼트 패스 필터Thorlabs Inc.FB600-40
광학 분광계Ocean Optics Inc.USB2000+UV-VIS
시차 열 분석기Rigaku Co., Ltd.Thermo plus EVO2
초전도 자석Quantum Design Inc.PPMS
LCR 측정기Keysight Technologies Ltd.E4980A
전위계Keithley Instruments Inc.6517ᅡ
AS52GTU

참고문헌

  1. Eerenstein, W., Mathur, N. D., Scott, J. F. Multiferroic and magnetoelectric materials. Nature. 442, 759-765 (2006).
  2. Cheong, S. -W., Mostovoy, M. Multiferroics: A magnetic twist for ferroelectricity. Nature Materials. 6, 13-20 (2007).
  3. Tokura, Y., Seki, S., Nagaosa, N.

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재인쇄 및 허가

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