nOCB sıvı kristal homolog serisinde dielektrik ve dinamik özelliklerin incelenmesi
The investigation of dielectric and dynamic properties of nOCB liquid crystal homologous series
Yazar: AYŞE NAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. E. MİNE ÇAPAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde 4-n-alkiloksi-4'-siyanobifenil (n=5, 6, 7, 8) homolog serisinin nematik ve izotropik fazlarda farklı sıcaklıklar için moleküler dinamik simülasyonları yapılmıştır.Moleküler dinamik simülasyonlar OPLS/AMBER kuvvet alanı kullanılarak OCTA 2007 Cognac 6.4 programı ile gerçekleştirilmiştir. Moleküllerin kuyruk kısmında birleştirilmiş atom modeli kullanılarak, CH2 ve CH3 grupları tek bir etkileşme merkezi olarak ele alınmıştır. Moleküler dinamik simülasyonla elde edilen yörünge bilgilerinden ikinci mertebe düzen parametreleri, zaman korelasyon fonksiyonları, relaksasyon zamanları, öteleme difüzyon katsayıları ve dönme difüzyon katsayıları hesaplanmıştır.Hesaplanan düzen parametreleri, moleküler dipol moment, ortalama kutuplanabilirlik , kutuplanabilirlik anizotropisinin ve ilgili sıcaklıkların kullanılması ile SK ekranların görüntü kontrastlığı ve açma zamanını belirlemede önemli bir büyüklük olan dielektrik anizotropileri, paralel ve dik statik dielektrik sabitleri ve ortalama dielektrik sabitleri hesaplanmıştır. Elde edilen paralel ve dik statik dielektrik sabitleri, ve zaman korelasyon fonksiyonları değerleri ile relaksasyon zamanları kullanılarak frekansa bağlı dinamik dielektrik permitivitenin imajiner ve reel kısımlar bulunmuştur. 5OCB ve 7OCB için MD simülasyon ile hesaplanan bütün fiziksel büyüklüklere sıcaklık etkileri incelenmiştir. Hesaplanan sonuçlar deneylerle kıyaslanmış ve uyumlu olduğu görülmüştür.nOCB homolog seri için T/TNI=0.98 bağıl sıcaklığında düzen parametresi, paralel ve dik statik dielektrik sabitleri, ortalama dielektrik sabiti, dielektrik anizotropi ve relaksasyon zamanları için tek çift etkisi incelenmiş ve periyodik değişim büyük bir ölçüde gözlenmiştir.Yapısal özelliklerin incelenmesi amacıyla farklı nematik ve izotropik faz sıcaklıkları için 5OCB ve 7OCB moleküllerinde alkiloksi zincirdeki CH3-CH3(metil-metil) grubunun radyal dağılım fonksiyonları bulunmuştur. Elde edilen sonuçlarda sıcaklık etkisi gözlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, molecular dynamics (MD) simulations were performed for 4-n-alkyloxy-4?-cyanobiphenyl (n=5, 6, 7, 8) liquid crystal homologous series at different temperatures in nematic and isotropic phases.MD simulations have been done by using OPLS/AMBER force field with the OCTA 2007 Cognac 6.4 program. The united atom model, which the CH2 and CH3 groups were taken as a single interaction center, was used for alkyl chain. The second rank order parameter , the time correlation functions, the relaxation times, the translational diffusion coefficients, and the rotational diffusion coefficient were derived from the MD trajectories.The dielectric anisotropy, the static dielectric coefficients, and the average dielectric coefficient, which are very important properties in the ?switching time? and contrast of liquid crystal displays, were calculated by using the calculated order parameters, the molecular dipole moment, the average polarizability , the polarizability anisotropy and the related temperature values.Imaginer and reel components of dynamic dielectric permitivty were obtained by using the static dielectric coefficients, and the relaxation times. The calculated values werecompared with the experimental results and it is found that they are acceptable with the experiment. The temperature effects of all physical properties found from MD simulations for 5OCB and 7OCB were investigated.The odd-even effect in the second rank order parameter, the dielectric anisotropy, the static dielectric coefficients, the dielectric coefficient, the relaxation times, was evaluated for the nOCB homologous series at the T/TNI=0.98 relative temperature and generally the periodic change in these properties were observed.In order to investigate the structural properties of LC, the radial distrubition function of CH3-CH3 (methyl-methyl) groups in the alkyloxy chain of 5OCB and 7OCB molecules at different temperatures in nematic and isotropic phases was found. The temperature effect in the distrubition function was observed.