Влияние наночастиц оксида иттрия на диэлектрические свойства и динамику формирования голографических полимерно-жидкокристаллических композитов

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Жаркова Г.М., Стрельцов С.А. Влияние наночастиц оксида иттрия на диэлектрические свойства и динамику формирования голографических полимерно-жидкокристаллических композитов // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 1. С. 30–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-01-30-36

Zharkova G.M., Streltsov S.A. Effect of yttrium oxide nanoparticles on the dielectric properties and dynamics of the formation of holographic polymer–liquid-crystal composites [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 1. P. 30–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-01-30-36

Ссылка на англоязычную версию:

G. M. Zharkova and S. A. Streltsov, "Effect of yttrium oxide nanoparticles on the dielectric properties and dynamics of the formation of holographic polymer–liquid-crystal composites," Journal of Optical Technology. 87(1), 23-28 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000023

Аннотация:

Рассмотрены электрооптические свойства высокоструктурированных полимерно-жидкокристаллических композитов на основе акрилатного мономера и жидкого кристалла Е7, допированных наночастицами Y2O3. Показано влияние наночастиц на дифракционную эффективность, управляющее электрическое поле, диэлектрические свойства и динамику формирования голографических и поляризационных голографических дифракционных решеток, записанных в полимерно-жидкокристаллических композитах. Дифракционная эффективность допированных голографических дифракционных решеток уменьшается, а поляризационных дифракционных решеток возрастает. Допирование наночастицами приводит к уменьшению управляющих напряжений, увеличивает время формирования и диэлектрическую постоянную высокоструктурированных полимерно-жидкокристаллических композитов.

Ключевые слова:

голография, дифракционные решетки, наночастицы, жидкокристаллические композиты

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Комплексной программы фундаментальных исследований Сибирского отделения Российской академии наук «Междисциплинарные интеграционные исследования» на 2018–2020 гг., проект 03-03-2018-0001.

Коды OCIS: 090.0090, 090.7330

Список источников:

1. Matharu A.S., Jeeva S., Ramanujam P.S. Liquid crystals for holographic optical data storage // Chem. Soc. Rev. 2007. V. 36. P. 1868–1880.
2. Yu W., Konishi T., Hamomoto T., et al. Polarization-multiplexed diffractive optical elements fabricated by subwavelength structures // J. Appl. Opt. 2002. V. 41. № 1. P. 96–100.
3. Ono H., Takahashi F., Emoto A., et al. Polarization holograms in azo dye-doped polymer dissolved liquid crystal composites // J. Appl. Phys. 2005. V. 97. P. 053508.
4. Liu Y.J., Sun X.W. Holographic polymer-dispersed liquid crystals: Materials, formation, and applications // Advances in OptoElectronics. 2008. V. 2008. P. 1–52.
5. Wu Y.L., Natansohn A., Rochon P. Photoinduced birefringence and surface relief gratings in novel polyurethanes with azobenzene groups in the main chain // Macromolecules. 2001. V. 34. P. 7822–7828.
6. Cipparrone G., Mazzulla A., Russo G. Diffraction gratings in polymer-dispersed liquid crystals recorded by means of polarization holographic technique // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 78. № 9. P. 1186–1188.
7. Kamanina N.V. Fullerene-dispersed nematic liquid crystal structures: Dynamic characteristics and self-organization processes // Physics-Uspekhi. 2005. V. 48(4). P. 419–427.

8. Jamil M., Farzana Ahmad, Rhee J.T., et al. Nanoparticle-doped polymer-dispersed liquidcrystal display // Current Science. 2011. V. 101. № 12. P. 1544–1552.
9. Yaroshchuk O.V., Dolgov L.O., Kiselev A.D. Electro-optics and structural peculiarities of liquid crystal–nanoparticlepolymer composites // Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. 2005. V. 3. № 2. P. 489–498.
10. Yaroshchuk O.V., Dolgov L.O. Electro-optics and structure of polymer dispersed liquid crystals doped with nanoparticles of inorganic materials // Opt. Mater. 2007. V. 29. P. 1097–1102.
11. Li W., Zhu M., Ding X., et al. Studies on electro-optical properties of polymer matrix/LC/SiO2 nanoparticles composites // J. Appl. Polym. Sci. 2009. V. 111. № 3. P. 1449–1453.
12. Zharkova G.M., Streltsov S.A., Podyacheva O.Yu. Structured liquid-crystal composites doped with carbon nanofibers // JOT. 2015. V. 82. № 4. P. 252–255.
13. Zharkova G.M., Zobov K.V., Syzrantsev V.V., et al. Polymer-liquid crystal composites doped by inorganic oxide nanopowders // Nanotechnologies in Russia. 2015. V. 10. № 5–6. P. 380–387.
14. Vdovin O.S., Kir’yashkina Z.I., Kotelkov V.N. F ilms o f oxides o f rare-earth e lements in MDM a nd MDC s tructures [in Russian]. Publishing House of Saratov University: Saratov, 1983.
15. Kamanina N.V., Zubtcova Y.A., Kukharchik A.A., et al. Control of the IR-spectral shift via modification of the surface relief between the liquid crystal matrixes doped with the lanthanide nanoparticles and the solid substrate // Opt. Exp. 2016. V. 24(2). P. A270–A275.
16. Zharkova G.M., Streltsov S.A. Effect of yttrium oxide nanoparticles on the diffraction efficiency of holographic polymer-liquid crystal gratings // Russian Physics J. 2018. V. 61. № 7. P. 1274–1280.
17. Zharkova G.M., Streltsov S.A., Osipov V.V., et al. Investigation of the effect of yttrium oxide nanoparticles doped with cerium and neodymium on electro-optics of liquid crystal polymer composites // Russian Physics J. 2016. V. 59. № 8. P. 1295–1301.
18. Drazic S. Liquid crystal dispersions. Singapore: World Scientific Publishing, 1995. 429 p.
19. Petti L. Optical characterization of novel PDLC systems. Lambert Academic Publishing, 2010. 156 p.
20. Zhdanov K.R., Romanenko A.I., Zharkova G.M. Effect of dielectric titanium, yttrium, and silicon oxide nanoparticles on electro-optical characteristics of polymer-dispersed liquid crystals // Russian Physics J. 2016. V. 58. № 9. P. 1291–1296.
21. Shim S.S., Woo J.Y., Jeong H.M., et al. High dielectric titanium dioxide doped holographic PDLC // Soft Mater. 2009. V. 7. P. 93–104.
22. Wu B.-G., Erdmann J.H., Doane J.W. Response times and voltages for PDLC light shutters // Liq. Cryst. 1989. V. 5. P. 1453–1465.
23. Maxwell-Garnett J.C. Colours in metal glasses and in metallic films // Philos. Trans. R. Soc. London. 1904. V. 203. P. 385.
24. Bruggemann D.A.G. Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen // Ann. Phys. 1935. Bd. 24. S. 636–679.
25. Born M., Wolf E. Principles of optics. 7th Ed. Cambridge University Press, 1999. 987 p.
26. Yariv A., Yeh P. Optical waves in crystals. N.Y.: John Wiley & Sons, 1984. 589 p.