در این پایان نامه ویژگی های نوری و گذار فازی بلورهای مایع ایزوتیوسیانات نماتیکی 4chbt، 6chbt و 8chbt و بلور مایع مخلوط اتکتیک e7 در دماهای مختلف با استفاده از داده های نوری و چگالی جرمی به طور تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. اندازه گیری ضریب شکست عادی، ضریب شکست غیرعادی و دوشکستی نوری نمونه های مورد آزمایش در دماهای مختلف نشان داد که بلورهای مایع مذکور، دارای ناهمسانگردی نوری مثبت بوده و با افزایش دما ضریب شکست عادی افزایش و ضریب شکست غیرعادی کاهش می یابد و در دمای گذار از حالت بلور مایع به حالت مایع همسانگرد به مقدار یکسانی میل می کنند. وابستگی دوشکستی، ثابت های میدان موضعی و پارامترهای نظم بلورهای مایع به دما در نمونه های مورد نظر نیز بررسی شد. با استفاده از نتایج بدست امده و به کمک روابط حاصل از مدل های وکس، نیوجباور، ساپ-مایر و پالفی-ماهورای، مقدار ضرایب قطبش پذیری نمونه ها و پارامتر نظم محاسبه و با یکدیگر مقایسه شد.

موضوع اصلی این پایان نامه بررسی خواص و ویژگی های بلور مایع نماتیک در حضور ذرات ناخالصی است . فاز بلور مایع ، فاز میانی جامدات بلوری و مایعات همسانگرد است ‎;‎ خاصیت شارشی مایعات معمولی را دارد و در عین حال مانند جامدات بلوری خاصیت ناهمسانگردی از خود نشان می دهد. فاز نماتیک یکی از فازهای بلورهای مایع است که نظم مکانی دور برد ندارد اما دارای نظم سمت گیری است. در این پژوهش سعی بر آن است که برخی ویژگی های بلور مایع در حضور ذرات کلوئیدی و نانو ذرات مورد بررسی قرار گیرد. در سالهای اخیر به دلیل کاربردهای وسیع بلورهای مایع آمیخته به ناخالصی ها، پیشرفتهای گسترده ای در این زمینه در هر دو بعد نظری و تجربی صورت گرفته است. سمت گیری و نظم بلورهای مایع شدیدا تحت تاثیر عوامل مختلف ناشی از حضور ناخالصی ها قرار می گیرد . از جمله مهم ترین آنها تغییر شکل های کشسانی و چنگ زدگی ها در سطوح می باشد. به علاوه ابعاد و شکل ذره نقش مهمی در خواص مختلف فیزیکی این نوع ترکیبات دارند. در این کار پژوهشی با مد نظر قرار دادن نوع ، اندازه و شکل ذرات وارد شده در بلور مایع ، اثرات آشکار شده در ترکیب، از جمله عیوب ایجاد شده در محیط و تغییرات به وجود آمده در برخی ویژگی های بحرانی آنها مورد بررسی قرار گرفته است. ‎در‎‎ این پژوهش با استفاده از دو مدل شبیه سازی بلور مایع گرون- هس و لبول- لاشر انرژی کشسانی و برهم کنشی بین مولکول های بلور مایع و نانو ذرات مغناطیسی محاسبه شده و واپیچش های سیستم بلور مایع آمیخته به کلوئیدهای مغناطیسی بررسی شده است.

هدف از این کار تجربی، ارائه و بررسی نتایج حاصل از اندازه گیری مولفه های موازی و عمودی ثابت دی الکتریک در بلور های مایع خالص و آمیخته با نانو ذرات مغناطیسی با درصدهای متفاوت، بدون میدان مغناطیسی و با اعمال میدان است. به این منظور مولفه های موازی و عمودی ثابت دی الکتریک را برای یک بلور مایع خاص (e7 )، در حالت خالص و آمیخته با نانو ذرات مغناطیسی، اندازه گیری می کنیم. برای این کار مولفه های موازی و عمودی هر یک از نمونه ها برای سلول هایی با جهت دهی به ترتیب عمودی و موازی در بازه ی دمایی فاز همسانگرد -نماتیک و با استفاده از روش lcr متری اندازه گیری شدند. برای جهت دهی موازی سلول ها، محلول pva و برای جهت دهی عمودی، محلول لیسیتین به کار برده شد. تغییرات دمایی ثابت دی الکتریک اندازه گیری شده بدون اعمال میدان مغناطیسی و نیز تحت اعمال میدان در دمای ثابت اتاق با اعمال فرکانس 100 کیلو هرتز بدست آمد. نتایج تجربی بدست آمده مربوط به مقادیر ثابت دی الکتریک در حالت خالص و آمیخته به نانو ذرات نشان می دهند که اضافه کردن نانو ذرات به بلور مایع باعث افزایش ثابت دی الکتریک می گردد. تغییرات ثابت دی الکتریک در هر یک از درصدهای نانو ذرات اضافه شده، رفتار متفاوتی را نشان می دهند. تغییرات ثابت دی الکتریک در حضور میدان مغناطیسی نیز رفتار متفاوتی در هر یک از نمونه ها دارد. این امر بستگی به پارامتر های مختلف از جمله: خاصیت ناهمسانگردی مثبت بلور مایع، خاصیت مغناطیسی نانو ذرات، میدان مغناطیسی، جهت دهی اولیه و نظم مولکول های بلور مایع و نانو ذرات در هر یک از نمونه ها دارد. در حالت کلی افزایش نانو ذرات هم در حضور میدان و هم بدون اعمال میدان مغناطیسی، باعث افزایش ثابت دی الکتریک نسبت به حالت خالص می گردد. روند افزایش ثابت دی الکتریک نمونه ها بدون میدان مغناطیسی و با اعمال میدان ، با توجه به تأثیر پارامترهای ذکر شده در بالا برای درصدهای مختلف نانو ذرات در بلور مایع متفاوت بودند که در این کار پژوهشی، روند تغییرات آنها را به طور دقیق مورد بررسی قرار خواهیم داد.

موضوع اصلی این پایان نامه بررسی خواص و ویژگی های بلور مایع نماتیک آمیخته به نانو ذرات مغناطیسی است. فاز بلور مایع، یک فاز میانی بین مایع های همسانگرد و جامدات بلورین است. فاز نماتیک یکی از فازهای بلور مایع است که نظم مکانی دور برد ندارد اما داری نظم جهت گیری است. وارد کردن نانو ذرات مغناطیسی در محیط های ناهمسانگرد مانند بلورهای مایع اخیرا توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است. تغییر بسیاری از خواص فیزیکی و بوجود آمدن ویژگی های جدید از دلایل اصلی این توجه روزافزون می باشد. یکی از این خواص که بویژه از نظر کاربردی بسیار حائز اهمیت است، تغییر نظم جهتی در این نوع مواد می باشد. جهتگیری و نظم بلورهای مایع تحت تاثیر عوامل مختلفی ناشی از حضور نانوذرات قرار می گیرد. مهمترین آنها تغییر شکل های کشسانی و چنگ زدگی ها در سطوح می باشد. به علاوه ابعاد و شکل نانوذرات نقش مهمی در خواص مختلف فیزیکی این نوع ترکیبات دارند. ترکیب نانوذرات مغناطیسی با بلور های مایع نماتیک به نام فرونماتیک شناخته می شوند. این ترکیبات جایگاه خاصی در صنایع گوناگون بویژه نمایشگرهایافته اند. در این رساله به بررسی گذار جهت گیری در سلول فرونماتیک در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت، در حالت های مختلف و شرایط مرزی متفاوت پرداخته ایم.. مشاهده کردیم که میدان مغناطیسی آستانه گذار به شرایط اولیه حاکم بر مسئله وابسته است. بنلبراین می توان بر اساس این نتایج بهترین شرایط اولیه را به منظور دست یابی به هدف نهایی انتخاب کرد. همچنین، در این پروژه هیدرودینامیک یک سلول فرونماتیک را تحت شرایط خاصی مورد بررسی قرار داده و گشتاور مغناطیسی وارد بر آن را محاسبه نموده ایم. با اعمال میدان مغناطیسی و توجه به شکست تقارن مسئله مولفه های سرعت را بدست آوردیم. در نهایت گشتاور مغناطیسی وارد بر سلول را محاسبه نمودیم و نتیجه را بر حسب تغییر بسامد تشدید و پهنای باند تشدید تفسیر کردیم

نماتیک ها یکی از فازهای بلور مایع هستند که مانند سایر فازهای آن دارای خواص میان فازی می باشند، اما در هیچ یک از ابعاد نظم مکانی دوربرد نداشته و فقط دارای نظم جهتی هستند. عملا اغتشاشاتی نیز در نظم جهتی و مکانی ملکول های آن ها به وجود می آید که منجر به ایجاد عیوب می گردد. همچنین حضور ناخالصی ها باعث به وجود آمدن عیوب مختلفی در این مواد می گردد که دارای اثرات دوربرد بوده و شدیدا خواص فیزیکی آن ها را تحت تاثیر قرار می دهند. از جمله ترکیباتی که مطالعه آن ها هم از جنبه نظری و هم کاربردی جایگاه ویژه ای دارند، بلورهای مایع آمیخته به رشته های پلیمری است. با قرار گرفتن درصد کمی از مونومرها در حجم بلور مایع و استفاده از روش های مختلف پلیمریزاسیون، رشته های پلیمری در بلورهای مایع تشکیل می گیرد. ایده اصلی ساخت چنین ترکیباتی، پایدار کردن نظم ملکولی بلور مایع در اثر برهم کنش های کشسانی بین شاخه های پلیمری و بلور مایع میزبان است. در بسیاری از اسباب الکترواپتیکی از بلورهای مایع ترکیب شده با شبکه های پلیمری استفاده می شود. برای مثال در مورد نمایشگرها ، افزایش وضوح تصاویر و کاهش توان مصرفی از جمله مواردی است که با استفاده از این نوع ترکیبات می توان به آن ها دست یافت. با توجه به تاثیر قابل توجه عیوب ایجاد شده در خواص مختلف این مواد، بررسی آن ها ضروری می نماید. لذا هدف ما دراین کار پژوهشی مطالعه و بررسی رفتار ملکول های بلور مایع در اطراف عیوب به وجود آمده در نماتیک های آمیخته به رشته های پلیمری می باشد. از آنجا که پیچیدگی های موضوع از جمله پدیده های غیرخطی، بوجود آمدن عیوب توپولوژیکی و برهم کنش های هیدرودینامیکی در اثر حضور شاخه های پلیمری، بررسی این گونه ترکیبات را مشکل می سازد، در این کار پژوهشی از یک مدل ساده شده برای توصیف شاخه ی پلیمری استفاده شده است که در آن شاخه پلیمری را به صورت استوانه ای با سطحی کاملا هموار در داخل حجمی از نماتیک در نظر می گیریم و راستای محور استوانه در مختصات کارتزی تعریف شده است. با توجه به نتایج حاصل از یک تحقیق شبیه سازی، در شرایطی که نوع چنگ زدگی در سطح این شاخه هوموتروپیک باشد، همانند یک عیب خطی با شدت 1+ رفتار می کند. چنانچه شاخه در حجم همگنی از نماتیک باشد، بنا به پایستگی بار توپولوژیکی، دو عیب خطی با شدت های 2/1- در اطراف شاخه در راستای یکی از قطرهایش تشکیل خواهد شد. در این پژوهش، ما نیز فرض می کنیم که از محور مرکزی شاخه پلیمری با شرایط چنگ زدگی هوموتروپیک در سطح آن، یک عیب خطی با شدت 1+ می گذرد. به این ترتیب می توانیم نوع برهمکنش شاخه را با عیوب تشکیل شده در اطرافش و همچنین عیوب دیگری که در محیط حضور داشته با شد مورد بررسی قرار دهیم. . ما نتیجه می گیریم که با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی بر شاخه ی پلیمری در محیط نماتیک، عیوب خطی 2/1- به شاخه نزدیک خواهند شد و پس از قطع میدان، شاخه عیوب خطی را در فواصل کوچک دفع می کند در حالی که در فواصل نسبتا دور آنها را جذب خواهد کرد. همین نوع برهم کنش را برای حالتی که یک عیب خطی خارجی با شدت 2/1در نزدیکی شاخه حضور پیدا می کند نیز مشاهده می کنیم. نتایج به دست آمده در این پژوهش می تواند در شناخت نوع جهت گیری ملکول ها در اطراف شاخه و لذا در بسیاری از کاربردهای این نوع مواد در اسباب الکترواپتیکی مختلف، مفید واقع گردد.

موضوع اصلی این پایان نامه بررسی خواص و ویژگی های بلور مایع آمیخته به نانوذرات فروالکتریک است که ما به طور خاص به بررسی رفتار یک تیغه بلور مایع فروالکتریک آمیخته به نانوذره فروالکتریک می پردازیم و اثر میدان¬های خارجی و همچنین هیدرودینامیک آن را مورد بررسی قرار می دهیم. فاز بلور مایع، فاز میانی بین جامدات بلورین و مایعات همسانگرد است. به این صورت که علاوه بر خاصیت شارشی مایعات دارای ناهمسانگردی و جهت گیری های مشابه در جامدات می باشد. بلور مایع فروالکتریک، فازی از بلورهای مایع با ساختار لایه ای و نظم مکانی در یک بعد و نیز نظم جهتی می باشد. همچنین این بلور مایع در میدان های خارجی به حد کافی قوی، قطبش ماکروسکوپی خواهد داشت و از اینرو دارای کاربردهای وسیعی در وسایل الکتریکی است. به طور کلی، حضور ناخالصی ها از جمله نانوذرات در بلورهای مایع، منجر به ایجاد خواص فیزیکی و ویژگی های جدید و منحصر به فردی از جمله تغییر نظم جهتی در آن ها می شود. به همین دلیل در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش سعی بر آن است که برخی از ویژگی های بلور مایع فروالکتریک در حضور نانوذره فروالکتریک مورد بررسی قرار گیرد. در سال های اخیر به دلیل کاربردهای وسیع بلورهای مایع آمیخته به ناخالصی ها، پیشرفتهای گسترده ای در این زمینه در هر دو بعد نظری و تجربی صورت گرفته است. در این کار پژوهشی، گذار جهت گیری سلول بلور مایع فروالکتریک خالص و آمیخته به نانوذره فروالکتریک را در حضور میدان الکتریکی و نیز در حضور همزمان میدان های الکتریکی و مغناطیسی مورد بررسی قرار داده¬ایم. همچنین، با تعیین مولفه های سرعت این سلول و گشتاور وارد بر آن به مطالعه رفتار هیدرودینامیکی این سلول بلور مایع فروالکتریک در یک نوسانگر پیچشی پرداخته ایم. در این پژوهش سعی بر آن است که برخی از ویژگی های بلور مایع فروالکتریک در حضور نانوذره فروالکتریک مورد بررسی قرار گیرد. در سال های اخیر به دلیل کاربردهای وسیع بلورهای مایع آمیخته به ناخالصی ها، پیشرفتهای گسترده ای در این زمینه در هر دو بعد نظری و تجربی صورت گرفته است. موضوع اصلی این پایان نامه بررسی خواص و ویژگی های بلور مایع آمیخته به نانوذرات فروالکتریک است که ما به طور خاص به بررسی رفتار یک تیغه بلور مایع فروالکتریک آمیخته به نانوذره فروالکتریک می پردازیم و اثر میدان¬های خارجی و همچنین هیدرودینامیک آن را مورد بررسی قرار می دهیم. فاز بلور مایع، فاز میانی بین جامدات بلورین و مایعات همسانگرد است. به این صورت که علاوه بر خاصیت شارشی مایعات دارای ناهمسانگردی و جهت گیری های مشابه در جامدات می باشد. بلور مایع فروالکتریک، فازی از بلورهای مایع با ساختار لایه ای و نظم مکانی در یک بعد و نیز نظم جهتی می باشد. همچنین این بلور مایع در میدان های خارجی به حد کافی قوی، قطبش ماکروسکوپی خواهد داشت و از اینرو دارای کاربردهای وسیعی در وسایل الکتریکی است. به طور کلی، حضور ناخالصی ها از جمله نانوذرات در بلورهای مایع، منجر به ایجاد خواص فیزیکی و ویژگی های جدید و منحصر به فردی از جمله تغییر نظم جهتی در آن ها می شود. به همین دلیل در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش سعی بر آن است که برخی از ویژگی های بلور مایع فروالکتریک در حضور نانوذره فروالکتریک مورد بررسی قرار گیرد. در سال های اخیر به دلیل کاربردهای وسیع بلورهای مایع آمیخته به ناخالصی ها، پیشرفتهای گسترده ای در این زمینه در هر دو بعد نظری و تجربی صورت گرفته است. در این کار پژوهشی، گذار جهت گیری سلول بلور مایع فروالکتریک خالص و آمیخته به نانوذره فروالکتریک را در حضور میدان الکتریکی و نیز در حضور همزمان میدان های الکتریکی و مغناطیسی مورد بررسی قرار داده¬ایم. همچنین، با تعیین مولفه های سرعت این سلول و گشتاور وارد بر آن به مطالعه رفتار هیدرودینامیکی این سلول بلور مایع فروالکتریک در یک نوسانگر پیچشی پرداخته ایم.

در این کار پژوهشی، دورنگ نمایی خطی و پارامتر نظم ترکیب بلورمایع نماتیک 7c ورنگینه¬ی سودان بلک بی با دو درصد تراکمی و دو نوع رنگینه¬جدید، با سه درصد تراکمی متفاوت اندازه گیری شده و تغییر جهت گیری بلور مایع در حضور این رنگینه ها، در چارچوب پدیده میهمان¬- میزبان مورد بررسی قرار می گیرد. در این بررسی، از روش اسپکتروسکوپی قطبیده استفاده شده و نوارهای جذبی بدست می آیند. سل ها ی مورد استفاده در آزمایش ها با جهت دهی موازی آماده شده اند. با استفاده از قانون بیر- لامبرت ضرایب جذب عمودی و موازی در یک طول موج معین تعیین می شوند. سپس با مقایسه نتایج به دست آمده به ازای درصدهای تراکمی مختلف رنگینه و نیز مقایسه نتایج حاصل برای ترکیب بلور مایع با سه رنگینه متفاوت، اثر نظم دهی رنگینه ها و تغییرات جهت گیری در این ترکیبات، مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرند. نتایج تجربی ما برای پارامتر نظم و دورنگ نمایی خطی این ترکیبات، موید این مسئله هستند که ساختار مولکولی رنگینه ها تأثیر عمده ای بر جهت گیری محیط بلور مایع و نظم جهتی مولکول ها دارند طوری که می توانند حتی در حد درصد های بسیار پایین به تغییرات نسبتاً قابل توجهی در پارامتر نظم بلور بیانجامند. بعلاوه، پارامتر نظم رنگینه نیز از پارامتر نظم میزبان پیروی می کند. این بررسی، در زمینه های الکترواپتیکی اهمیت فراوانی داشته بویژه در صنایع نمایشگرها دارای کاربردهای گسترده ایست

در این تحقیق سعی بر آن است که برخی ویژگی¬های بلور مایع در حضور ذرات کلوئیدی و نانوذرات مورد بررسی قرار گیرد. در سالهای اخیر به دلیل کاربردهای وسیع بلور مایع آمیخته به ناخالصی¬ها، پیشرفت¬های گسترده¬ای در این زمینه در هر دو بعد تجربی و نظری صورت گرفته است. سمت¬گیری و نظم بلورهای مایع، شدیداً تحت تأثیر عوامل مختلف ناشی از حضور ناخالصی¬ها قرار می¬گیرد. از جمله مهمترین آنها تغییر شکل¬های کشسانی و چنگ¬زدگی¬ها در سطوح بلور مایع است. هم¬چنین ابعاد و شکل ذره¬ها نقش مهمی در خواص فیزیکی این نوع ترکیبات دارند. در این پژوهش با در نظر گرفتن نوع و اندازه¬ و شکل نانو ذرات آلائیده شده در بلور مایع نماتیک، واپیچش¬ها¬ی سیستم بلور آمیخته به نانوذرات فروالکتریکی، تغییرات میدان آستانه بر حسب ضخامت سلول، تغییرات قطبش متوسط سیستم بلور آمیخته به نانوذرات فروالکتریکی ناشی از تغییرات کسر حجمی نانوذرات و همچنین میدان الکتریکی و ضخامت سلول و قطبش دائمی ذره مورد بررسی قرار گرفته است. با افزودن نانوذرات (حجم آن است) در دمای 20 درجه¬ی سانتی¬گراد به بلور مایع نماتیک، میدان گذار و همچنین بیشینه¬ی واپیچش، کاهش و نیز قطبش متوسط در اثر حضور نانوذرات فروالکتریک روند افزایش نشان می دهد. کلمات کلیدی : بلور مایع، نانوذرات فروالکتریک، گذار فردریکز، بردار جهت¬نما، قطبش متوسط.

در این رساله به بررسی موضوع درهمتنیدگی گرمایی در فیزیک ماده چگال می پردازیم. درهمتنیدگی به عنوان منبعی در مباحث اطلاعات کوانتومی از قبیل فرابرد کوانتومی ، کدگذاری چگال و ... استفاده می شود. ایجاد حالت های کوانتومی درهمتنیده موضوع مهمی است. از دید فیزیک ماده چگال، در یک سیستم بس ذره ای برهمکنشی، انتظار می رود که نوع برهمکنش ها ی داخلی بین ذرات و همچنین قدرت نسبی آنها در شکل گیری حالت های درهمتنیده نقشی اساسی داشته باشند. از طرفی عوامل خارجی قابل کنترل در آزمایشگاه نیز بر میزان درهمتنیدگی موثرند. مطالعات انجام یافته در دهه اخیر نشان می دهند که سیستم های اسپینی به عنوان منابعی جهت ایجاد درهمتنیدگی بین، ذرات کاندیدهای بسیار خوبی می باشند. در این میان، زنجیره های اسپینی به طور ویژه مد نظر قرار گرفته اند. یکی از دلایل توجه ویژه به زنجیره های اسپینی، پیدایش موادی است که در طبیعت به طور موثر به صورت شبه یک بعدی رفتار می کنند. از طرفی گزارش هایی وجود دارد که نشان می دهند زنجیره های اسپینی در شبکه های اپتیکی نیز، پایه برخی از آزمایش ها و تحقیقات مرتبط با درهمتنیدگی را شامل می شوند. در نهایت باید متذکر شویم که بیشترین آثار کوانتومی در این سیستم ها نمود پیدا کرده است.