Электреты различаютя способом получения, например термоэлектреты получают путем охлаждения поляризованного диэлектрика в сильном электрическом поле. Фотоэлектреты получают избирательным облучением фотопроводящих материалов при одновременном воздействии электрического поля, что приводит к образованию объемного заряда за счет диффузии носителей в менее освещенные области. Фотоэлектреты быстро разряжаются при освещении. Электреты также можно получать в сильном электрическом поле за счет газового разряда над поверхностью диэлектрика. В этом случае поляризация возникает при бомбардировке поверхности ионами газа (короноэлектреты).
При приложении внешнего электрического поля к образцу поляризация возникает за счет:
а) образования гомозаряда на поверхности (перехода заряда с электродов на диэлектрик);
б) за счет поляризации и поворота диполей в самом диэлектрике, т.е. образования гетерозаряда.
С течением времени тепловое движение разрушает упорядоченную ориентацию диполей и в электрете остается только гомозаряд. В органических полярных электретах основной вклад в поляризацию обеспечивают гетерозаряды. В неорганических и органических неполярных – гомозаряды. На практике применяют электреты на основе полимерных пленок (политетрафторэтилен и др.)
На основе электрета может быть построен генератор электрических колебаний.
Индукция на обкладках конденсатора будет зависеть от расстояния между электретом и электродом. Изменяя величину h1 можно изменить Qинд, т.е. обеспечить протекание переменного тока с частотой изменения зазора.
Электреты используют для изготовления микрофонов, телефонов, измерения механических вибраций, в качестве пылеуловителей, дозиметров радиации, измерителей давления и влажности.
Жидкие кристаллы – это вещества в промежуточном состоянии между изотропной жидкостью и твердым кристаллическим телом. Они обладают текучестью, могут находиться в каплевидном состоянии, при этом обладают оптической анизотропией (и анизотропией некоторых других свойств). Межмолекулярные силы, обеспечивающие упорядоченную структуру, сильно зависят от давления, электрического поля, температуры.
Жидкие кристаллы – это органические соединения с удлиненными молекулами.
Например:
МББА - р – метоксибензилиден – р¢ – n – бутилен.
При комнатной температуре кристаллы находятся в жидкой фазе.
В зависимости от симметрии выделяют несколько разновидностей кристаллов:
А) Смектическая фаза – слоистое строение, молекулы слоя строго упорядочены.
Б) Нематическая фаза – центры тяжести молекул в слое расположены хаотически.
В) Холестерическая фаза – направление осей молекул в каждом следующем слое слегка изменяется (происходит закручивание вдоль оси, перпендикулярной слоям). При падении света такая структура ведет себя как дифракционная решётка. При нагреве расстояние между слоями изменяется, соответственно, изменяется цвет отраженной (или прошедшей через кристалл) световой волны. Описанный термохромный эффект является основой для цветовых термометров. Изменяя состав кристалла, можно создать термометры, позволяющие измерять температуры в диапазоне от -40°С до +250°С.
Нематическая фаза используется для управления световым лучом и визуального отображения информации. Как было сказано, жидкие кристаллы характеризуются оптической и диэлектрической анизотропией. Для них можно ввести следующие параметры:
∆n = nll - n┴, ∆ε = ε ll - ε┴, где параметр со значком || используется при распространении света вдоль оси молекулы, ┴ - показатель, описывающий свойства в направлении, перпендикулярном оси молекул.
Известно, что ∆ε > 0 если дипольный момент pi параллелен оси молекулы, а ∆ε < 0 если pi перпендикулярен оси молекулы. При ∆ε > 0 ось молекулы параллельна приложенному полю, так как диполи ориентируются параллельно приложенному полю. При ∆ε < 0 ось молекулы перпендикулярна полю.
В жидких кристаллах с отрицательной диэлектрической анизотропией (∆ε < 0) и малым удельным сопротивлением ρ ~ 106 Ом/м наблюдается динамическое рассеяние света. При отсутствии поля молекулярные оси ориентированы вертикально относительно подложки и кристалл прозрачен. В сильном поле происходит поворот осей перпендикулярно полю (pi║ E) и упорядоченное расположение молекул нарушается, при этом изменяется показатель преломления n. Геометрия высвечиваемого символа задается формой электрода (то есть, данный эффект можно использовать в индикаторах).
Подложку с нематическим кристаллом можно обработать так, чтобы оси молекул были ориентированы параллельно подложке с закручиванием текстуры. В результате слой жидкого кристалла становится оптически активным и способен поворачивать плоскость поляризации света. Во внешнем поле текстура раскручивается (молекулы выстраиваются по полю), оптическая активность исчезает. Меняя направление можно регулировать интенсивность выходящего света.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
