Ferroelektrik sıvı kristallerde elektrik alan etkisi altında SM A-SM C* faz geçişinin modellenmesi
Modeling of SME-SM C * phase transitions under electric field effect in ferroelectric liquid crystals
Yazar: SİNAN AKSOY
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KURT
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Liyotropik sıvı kristal = Lyotropic liquid crystall ; Lyotropik sıvı kristal = Lyotropic liquid crystal ; Miselli sıvı kristaller = Micellar liquid crystals ; Optik fizik = Optical physics

Özet:
Sıvı kristaller ilk kez 1888 yılında Avusturyalı botanist Friedrich Reinitzer'in çalışmalarında tesadüfen ortaya çıkmıştır. Bu buluştan hemen sonra Alman fizikçi Otto Lehman'ın katıdan sıvıya geçiş sırasında görülen bulanık sıvı üzerine yaptığı çalışmalar, bazı sıvı moleküllerin kristale benzer bir moleküler yapı özelliği gösterdiğini ortaya koymuştur. Lehman ilk bakışta sıvıya benzemesine rağmen kristale benzer yapı şeklinden dolayı bunlara sıvı kristal adını vermiştir. 
Sıvı kristallerin ferroelektrik özellik gösterdiğinin keşfedilmesinden bu yana sıvı kristallerin özellikle Smektik faz geçişlerindeki davranımlarının modellenmesi üzerine çok çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalarda sistem parametreleri Gibss serbest enerjisinin değişkenleri olarak tanımlanmakta ve bu enerjiden sistemin makro değişkenleri belirlenmeye çalışılmaktadır. Bunun için değişik yaklaşımlar benimsenmiştir. Sistemin düzen parametre bileşenlerine göre yaklaşım modelleri değişmektedir. Bu tez çalışmasında Gibbs serbest enerjisini belirlemede genelleştirilmiş Landau modeli kullanılacaktır.
Bu tezde, ferroelektrik sıvı kristal karışımları için, düzen parametreleri olan eğim açısı (θ) ve kendiliğinden kutuplanma (P), sıcaklığa (T) ve elektrik alana bağlı (E) olarak hesaplanacaktır. Hesaplamalarda temel ferroelektrik kristal içinde molar konsantrasyonu değişen çeşitli sıvı kristallerinin Smektik A-smektik C* faz geçişleri civarındaki davranışları incelenecektir. θ ve P için yapılan bu hesaplamalarda, bilinear (Pθ) terimleri içeren ortalama alanlar modeli kullanılmıştır. Düzen parametrelerinin örtüşmelerini de hesaba katıp serbest enerji fonksiyonunu açarak, P ve θ'nın sıcaklık ve elektrik alan bağımlılıkları türetilmiş ve elde edilen sonuçlar literatürde rapor edilmiş deneysel verilere uydurulmuştur. 
Bu tezdeki amaç; dış elektrik alan altında, temel karışım sistemini tanımlayıp serbest enerji fonksiyonuna bikuadratik ve bilinear örtüşme terimleri ekleyerek, ferroelektrik kristaller içindeki farklı konsantrasyon oranlı sıvı kristaller için smektik geçişleri modellemek ve bu modellemenin gerçek davranışı ne kadar karşıladığını tespit etmektir.

Abstract:
Liquid crystals first appeared in 1888 in the work of the Austrian botanist Friedrich Reinitzer. Shortly after this invention, studies by the German physicist Lehman on turbid fluid during the transition from solid to liquid revealed that some liquid molecules exhibit a crystal-like molecular structure. At first glance, the polish was similar to a liquid, but because of its crystal-like structure Lehmann named them liquid crystal.
Since the discovery of the ferroelectric properties of liquid crystals, a variety of studies have been undertaken on the modeling of the behavior of liquid crystals, especially on the smectic phase transition. In these studies, the system parameters are defined as the variables of Gibss free energy and it is tried to determine the macro variables of this system. Different approaches have been adopted so far. The approach models of the system vary according to the order parameter components. In this thesis, the generalized Landau model is used to determine the Gibbs free energy.
In this thesis, the slope angle (θ) and spontaneous polarization (P) for the ferroelectric liquid crystal mixtures will be calculated as temperature (T) and electric field dependent (E). The calculations will examine the behavior of the various liquid crystals in the basic ferroelectric crystal around the smectic-smectic C * phase transitions with varying molar concentration. In these calculations for θ and P, the mean area model containing the terms bikuadratic (P2θ2) and both bikuadratic and bilinear (Pθ) will be used. Temperature and electric field dependencies of P and θ can be derived by opening the free energy function by adding the overlaps of the order parameters and the obtained results will fit into the experimental data reported in the literature.
The purpose of this dissertation is; under the external electric field, to define the fundamental mixture system and to add biquadratic and bilinear overlap terms to the free energy function, to model the transient transitions for the liquid crystals with different concentration ratios in the ferroelectric crystals and to find out how much this model fulfills the real behavior.