액정의 가장 중요한 특성 중 하나는 순서 구조를 형성하는 능력입니다. 이 순서는 재료의 광학적 특성과 디스플레이 및 기타 장치로 기능하는 능력에 필수적입니다.
액정에서 처음으로 순서가 어떻게 나타나는지는 수십 년 동안 토론과 연구의 주제였습니다. 이제 콜로라도 대학교 (University of Colorado Boulder)의 연구원과 NIST (National Institute of Standards and Technology)는 강력한 X- 레이 기술을 사용하여 주문 프로세스의 첫 번째 직접 이미지를 포착하여 새롭고 개선 된 액체 결정 기반 장치로 이어질 수 있습니다.
이 연구는 자연 커뮤니케이션 저널에 발표되었습니다.
연구원들은 X- 선 광자 상관 분광법 (XPC)이라는 기술을 사용하여 액정의 순서 과정을 연구했습니다. XPCS는 연구자들이 나노 스케일에서 재료의 역학을 측정 할 수있는 기술입니다.
실험에서, 연구자들은 액체에서 결정상으로 전환되는 지점 바로 아래의 온도로 액정 샘플을 가열했습니다. 그런 다음 XPC를 사용하여 액정 분자 밀도의 변동을 측정하여 결정 구조로 주문하기 시작했습니다.
연구원의 XPCS 측정에 따르면 액정의 순서 공정은 두 단계로 발생합니다. 첫 번째 단계에서, 분자는 액체 전체에 무작위로 분포 된 작고 차수 된 클러스터를 형성합니다. 두 번째 단계에서,이 작은 클러스터는 자라서 합쳐져 결국 단일의 큰 순서의 결정을 형성합니다.
연구원들은 단결정의 형성 전에 클러스터의 형성은 액정 분자가 이웃과 스스로 정렬하는 경향이 강한 사실 때문이라고 생각합니다. 이러한 경향은 작은 정렬 된 클러스터의 형성으로 이어지고, 이는 단결정의 성장을위한 핵 생성 부위로 작용한다.
연구원의 연구 결과는 액정 기반 장치의 설계 및 개발에 중요한 영향을 미칩니다. 액정에서 순서가 먼저 나타나는 방법을 이해함으로써 연구자들은 이러한 재료의 광학적 특성을 더 잘 제어하고 성능을 향상시키는 설계 장치를 더 잘 제어 할 수 있습니다.
참조
이 논문은 여기에서 찾을 수 있습니다 :https://www.nature.com/articles/s41467-023-36317-0
콜로라도 대학교 (University of Colorado)의 접근 가능한 뉴스 기사는 여기에서 찾을 수 있습니다 :https://www.colorado.edu/today/2023/03/14/ordering-liquid-crystals-revealed
