Mikro ve nano parçacık katkılı sıvı kristal kompozit yapıların morfolojik, elektro-optik ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of morphological, electro-optical and dielectric properties of micro and nano particle doped liquid crystal composite structures
Yazar: GÜLSÜM KOCAKÜLAH
Danışman: PROF. DR. OĞUZ KÖYSAL
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Azo boyar maddeler = Azo dyestuffs ; Dielektrik özellikler = Dielectric properties ; Kuantum noktaları = Quantum dots ; Sıvı kristaller = Liquid crystals

Özet:
Bu çalışmada, akıllı pencere sistemi uygulamalarında kullanılması planlanan kolesterik sıvı kristal kompozit yapıları oluşturulmuş ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, farklı oranda S-811 kiral katkı maddesi ve 5CB nematik sıvı kristali bir araya getirilerek dört farklı kolesterik sıvı kristal yapının üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu yapıların geçiş voltajı, tepki süresi ve relaksasyon zamanı gibi önemli elektro-optik ve dielektrik parametreleri elde edilerek optimum performansı sağlayan numune belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, optimum performans elde edilen kolesterik sıvı kristal yapı, mikro boyutlu MR azo boya ve nano boyutlu CdSeS/ZnS kuantum nokta yapıları ile belirli konsantrasyonlarda bir araya getirilerek yeni sıvı kristal kompozit yapılar oluşturulmuştur. Kompozitlerin termal, elektro-optik, dielektrik ve morfolojik özellikleri detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Özellikle, azo boya ve kuantum nokta yapılarının bir arada kullanıldığı kolesterik sıvı kristal kompozit yapıda gerçekleşen moleküler etkileşim mekanizmaları sebebiyle elde edilen yapının hem elektro-optik hem de dielektrik özelliklerinde önemli değişimler gözlemlenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda, hem kolesterik sıvı kristal yapıların hem de azo boya ve kuantum nokta katkılı kolesterik sıvı kristal kompozitlerin değişen voltaja bağlı olarak opak ve şeffaf özellik gösterdikleri görülmüş olup bu yapıların akıllı pencere sistemi tabanlı cihaz uygulamalarında ışık açıp/kapatıcı özelliğe sahip yeni tip kompozit malzemeler olarak kullanılabilecekleri sonucuna ulaşılmıştır.

Abstract:
In this study, cholesteric liquid crystal composite structures planned to be used in smart window system applications were formed and their physical properties were investigated. In the first stage of the study, four different cholesteric liquid crystal structures were produced by combining different ratios of S-811 chiral dopant and 5CB nematic liquid crystal. By obtaining important electro-optical and dielectric parameters such as transition voltage, response time and relaxation time of these structures, the sample providing optimum performance was determined. In the second stage of the study, new liquid crystal composite structures were formed by combining cholesteric liquid crystal structure with optimum performance with micro sized MR azo dye and nano sized CdSeS/ZnS quantum dot structures at certain concentrations. Thermal, electro-optical, dielectric and morphological properties of the composites were investigated in detail. In particular, significant changes were observed in both electro-optical and dielectric properties of the obtained structure due to the molecular interaction mechanisms that occur in the cholesteric liquid crystal composite, in which azo dye and quantum dot structures are used together. As a result of the evaluations, it has been observed that both cholesteric liquid crystal structures and azo dye and quantum dot doped cholesteric liquid crystal composites have opaque and transparent properties depending on the changing voltage, and it is concluded that these structures can be used as new type composite materials with light on/off feature in smart window system based device applications.