Fulleren ve azo boya katkılı nematik sıvı kristal sistemlerde dielektrik ve optik spektroskopi yöntemleri ile moleküler durulma zamanlarının ve kırılma indisi değişimlerinin incelenmesi
Investigation of molecular relaxation times and refractive index variations in fullerene and azo dye doped nematic liquid crystal systems using dielectric and optical spectroscopy
Yazar: MUSTAFA OKUTAN
Danışman: DOÇ. DR. SAİT EREN SAN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dielektrik özellikler = Dielectric properties ; Kırılma indisi = Refractive index ; Sıvı kristal yöntemi = Liquid crystal technique

Özet:
Bazı özel malzemelerde maddenin üç ana fazı dışında, sıvı ile katı faz arasında, moleküler yönelim kökenli özellikleri gösteren, bir ara faz daha vardır. Bu ara fazdaki yapıya Sıvı Kristal (SK) denmektedir. Uygulanan elektrik alan şiddetine bağlı olarak, yönelimi kontrollü bir şekilde yapılabilen bu tür moleküllerin varlığı, görüntüleme cihazlarına yeni bir boyut kazandırmıştır. Böylesi malzemeler ekran yüzeyinde görüntü oluşturmada daha küçük alan kaplama ve yüksek çözünürlük işlevselliğinin yanı sıra optik etkileri yönünden de diğer teknolojilere göre oldukça avantajlı uygulamalara ve ürünlere imkan vermektedir. Son yıllarda yapılan çalışmalar göstermiştir ki SK' lar bilgi depolanmasında, holografik kayıtlarda ve elektriksel kontrollü açılır kapanır pencerelerde güncelliğini koruyan malzemeler olarak yerini korumaktadır. SK moleküllerin dielektrik anizotropiye sahip olmaları, Dielektrik Spektroskopik (DS) analizi ile yapısı hakkında kapsamlı bilgileri elde edinebilmemizi sağlamaktadır. Kontrollu bir şekilde katkılanmaları SK malzemelerin yapılarına çeşitlilik kazandırmaktadır.Çalışmamda, nematik fazındaki SK moleküllere iletkenliğini artırmak için Fulleren-C60 ve kuvvetli nonlineer optik özelliği ve iletkenliği olan Metil Red (MR) Azo boyasını farklı oranlarda katkılanması ile oluşturulan Nematik SK (NSK) hücrelerin DS ve UV Spekroskopisi yöntemleri ile moleküler durulma zamanlarının, kirilma indisi değişimlerinin ve muhtelif elektriksel özelliklerin ayrıntılı incelenmesi yapılmıştır. İletkenliği artırılmış ve farklı oranlarda boya katkılanmış yapılarda, durulma zamanlarındaki etkilerine ve kırılma indisleri ile olan bağımlılıklarına bakılmıştır. He-Cd lazer indüklemesi ile fotoiletkenliklerindeki değişimlerine bakılmış ve akım-voltaj (I-V) analizleri yapılmıştır. Bu tez çalışması Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü BAP projeleri ile de desteklenmiştir.

Abstract:
Other than the known three phases of matter, liquid crsytals (LC) are in an intermediate phase in between liquid and solid phases as they have liquid properties and exhibit crystal like behaviours at the same time due to their orientational molecular characteristics. The possibility of controlling their order of molecular orientation with the magnitude of the applied electric field enabled the fabrication of novel display devices. These displays are smaller, have higher resolution, and are healthier and protective in terms of radiation hazards compared to other technologies as they form the image at the display surface. More recently, liquid crystals are used in data storage, holographic recording, and electrically controlled smart windows. As liquid crystal molecules are anisotropic, their structures can be analyzed with dielectric spectroscopy. The structure and various characteristics of the liquid crystals can be varied by contolled doping of dyes and nanoparticles such as Methyl Red and Fullerene-C60. So their dielectric anisotropy and refractive index could be modulated. This enables the utilisation of LC materials in several electro-optical aims.In this study, variation of molecular relaxation times and refractive index in Fullerene-C60 and optically nonlinear and conductive Methyl Red Azo dye doped nematic liquid crystals were investigated by dielectric and UV spectroscopy methods. The effect of conductivity enhancement on relaxation times and refractive indices were analyzed as well as various electrical properties. Photoconductivity variation under the He-Cd laser illumination and current-voltage characteristics were also detailly investigated. This thesis work was supported by BAP projects of Gebze Institute of Technology.