Polar ve polar olmayan smektojen sıvı kristallerin yüksek çözünürlüklü çiftkırıcılık ölçümleri
High resolution birefringence measurements of polar and non-polar smectogen liquid crystals
Yazar: SELEN ERKAN
Danışman: DOÇ. DR. HALUK ÖZBEK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Faz geçişleri = Phase transitions ; Kırılma indisi = Refractive index ; Optik özellikler = Optical properties ; Sıvı kristaller = Liquid crystals

Özet:
Bu çalışmada nematik ve smektik A fazları gösteren polar oktilsiyanobifenil (8CB) ve polar olmayan butiloksifenildesiloksibenzoat (10O4) sıvı kristal bileşiklerinin nematik ve smektik A fazlarında optik çiftkırıcılığın sıcaklıkla değişimini veren yüksek çözünürlüklü deneysel veriler sunulmuştur. Çalışmanın amacı özellikle Nematik - Smektik A faz geçişi yakınında yüksek çözünürlüklü çiftkırıcılık ölçümleriyle geçişin türünü belirlemek ve eğer geçiş ikinci tür ise, literatürde yüksek çözünürlüklü deneylerden bulunan ? kritik üstelinin değerini kullanarak z = 1 - ? ölçeklenme bağıntısının geçerliliğini kontrol etmektir. Çalışmada deneysel verilerin analizinden nematik düzen parametresi S(T)' nin davranışı belirlenmiş, daha sonra Nematik - İzotropik faz geçişinde S(T)' nin kritik davranışını belirleyen ß üsteli elde edilmiştir. Bulunan değer trikritik davranışı betimleyen ß=0.25 değeriyle oldukça uyumludur. Nematik - Smektik A faz geçişi (TNA) civarında çiftkırıcılığın sürekli olduğu ve daha önceden literatürde iddia edildiği gibi nematik düzen parametresinin TNA civarında süreksiz bir sıçrama göstermediği bu çalışmada rapor edilmiştir. Öte yandan Nematik - Smektik A faz geçişinin üzerinde ve altında çiftkırıcılık verilerinden hareketle, TNA civarında nematik düzen parametresinin sıcaklık türevinin özgül ısı sığası ile aynı kritik üstel ile betimlenen bir kuvvet yasası tipinde ıraksak davranış sergilediği bu çalışmada gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, high resolution temperature depending birefringence measurements of liquid crystal compounds which exhibit both nematic and smectic A phases, polar octylcyanobiphenyl (8CB) and non-polar butyloxyphenyldecyloxybenzoat (10O4) are given. The aim of this study is to focus on the critical behavior of the nematic order parameter near both the Nematic - Isotropic and the Nematic ? Smectic A transitions and identify the type of the transitions particulary for the Nematic-Smectic A transition. If the transition is identified as 2nd order near N-Sm A, the following step becomes to control the validity of scaling relation z = 1 ? ? via using the ? value obtained from the experimental data. In this study, by analyzing the experimental data, the behavior of order parameter S(T) is identified and the critical exponent which determines the critical behavior of S(T) near the Nematic ? Isotropic transition is obtained. The obtained value is in consistent with the tricritical value of ß=0.25. In this study, the continuous behavior of birefringence has been observed near the Nematic - Smectic A transition which is in contrast to the situation in literature. Previous studies showed that nematic order parameter had the discontinuous jump near the Nematic ? Smectic A phase transition temperature (T_NA). On the other hand, temperature derivative of the nematic order parameter near T_NA has the same power law behavior as the specific heat capacity with the same critical exponent.