德弗里斯向列相液晶的设计与电光研究：展现宽温域SmA*和SmC*相及快速电光响应

摘要： 本文报道了两种新型铁电液晶化合物的设计、合成与表征，其结构核心分别为：(i) 5-苯基嘧啶苯和(ii) 5-苯基嘧啶苯甲酸酯，两端分别连接非手性三硅氧烷链和手性(S)烷基链。这两种化合物展现出宽温域的SmA*和SmC*相区，其中SmC*相可稳定存在于室温至11°C区间——这一特性使其极具器件应用前景。差示扫描量热分析显示二者均呈现弱一级SmA*-SmC*相变，通过测定描述倾角与自发极化温度依赖关系的幂律临界指数(~0.2)证实了该现象。在SmC*相中，两种化合物均表现出优异的德弗里斯特性，最大层收缩率约1.5%。此外：(i) SmA*相双折射随温度降低而非升高；(ii) 临近SmA*-SmC*相变温度时SmA*相呈现显著电场诱导双折射；(iii) 实测最大双折射值远低于典型铁电液晶材料。与传统铁电液晶混合物相比，这些材料在SmA*和SmC*相宽温域及更高响应速度方面性能更优。采用小角X射线衍射和自由站立向列相膜光学干涉法测量SmA*/SmC*层厚，通过结果对比无需施加电场即可获得SmA*相表观倾角随温度变化的特征数据。