intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Nghiên cứu hiện tượng chuyển pha Nematic trong tinh thể lỏng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

13
lượt xem
6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Vật lý "Nghiên cứu hiện tượng chuyển pha Nematic trong tinh thể lỏng" bao gồm các nội dung chính sau đây: trình bày về đặc điểm của tinh thể lỏng, phân loại pha nhiệt động của tinh thể lỏng; trình bày về mô phỏng hình spin và các loại tương tác, lý thuyết chuyển pha và phương pháp mô phỏng Monte Carlo;...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Nghiên cứu hiện tượng chuyển pha Nematic trong tinh thể lỏng

  1. BË GIO DÖC VI›N H€N L…M KHOA HÅC V€ €O T„O V€ CÆNG NGH› VI›T NAM HÅC VI›N KHOA HÅC V€ CÆNG NGH›  Tr¦n Sìn Tòng NGHI–N CÙU HI›N T×ÑNG CHUYšN PHA NEMATIC TRONG TINH THš LÄNG v…Šx †‹x „r„g ƒß †Š„ vÞ r  xëi E PHPP
  2. BË GIO DÖC VI›N H€N L…M KHOA HÅC V€ €O T„O V€ CÆNG NGH› VI›T NAM HÅC VI›N KHOA HÅC V€ CÆNG NGH›  Tr¦n Sìn Tòng NGHI–N CÙU HI›N T×ÑNG CHUYšN PHA NEMATIC TRONG TINH THš LÄNG Chuy¶n ng nh: Vªt lþ lþ thuy¸t v  vªt l½ to¡n M¢ sè: 8440103 LUŠN V‹N TH„C Sß VŠT LÞ NG×ÍI H×ÎNG DˆN KHOA HÅC Ng÷íi h÷îng d¨n 1: PGS. TS. Ngæ V«n Thanh Ng÷íi h÷îng d¨n 2: TS. Ph¤m é Chung H  Nëi - 2022
  3. Líi cam oan vuªn v«n n y l  ™æng tr¼nh nghi¶n ™ùu ™õ— ™¡ nh¥n tæiD 1÷ñ™ thü™ hi»n d÷îi sü h÷îng d¨n kho— hå™ ™õ— €qƒF „ƒF xgæ †«n „h—nh v  „ƒF €h¤m 0é ghungF g¡™ sè li»uD nhúng k¸t qu£ nghi¶n ™ùu 1÷ñ™ tr¼nh ˜ y trong luªn v«n n y ho n to n trung thü™F „æi xin ho n to n ™hàu tr¡™h nhi»m v· líi ™—m 1o—n n yF rå™ vi¶n „r¦n ƒìn „òng i
  4. Líi c£m ìn „rong suèt qu¡ tr¼nh hå™ tªp v  ho n thi»n luªn v«nD tæi 1¢ nhªn 1÷ñ™ r§t nhi·u sü h÷îng d¨nD gióp 1ï nhi»t t¼nhF „æi xin gûi tîi €qƒF„ƒ xgæ †«n „h—nh láng ˜i¸t ìn s¥u s­™ v  líi ™£m ìn ™h¥n th nhD ng÷íi th¦y k½nh m¸n luæn tªn t¼nh h÷îng d¨nD d¤y ˜£oD 1ëng vi¶n v  t¤o måi 1i·u ki»n thuªn lñi nh§t ™â thº 1º tæi ho n th nh luªn v«n n yF „æi xin gûi tîi „ƒ €h¤m 0é ghung líi ™£m ìn s¥u s­™D ng÷íi th¦y 1¢ luæn tªn t¼nh tr—o 1êiD gâp þD ™hi— s´ kinh nghi»m quþ ˜¡uD luæn khuy¸n kh½™hD 1ëng vi¶n tæi l m vi»™ 1÷ñ™ thuªn lñiF „æi xin gûi líi ™£m ìn ™¡™ gi£ng vi¶n gi£ng d¤y ™¡™ hå™ ph¦n trong ™h÷ìng tr¼nh g—o hå™ t¤i †i»n †ªt lþ 1¢ gióp tæi tr—ng ˜à nhúng ki¸n thù™ ™huy¶n s¥u v· †ªt lþ lþ thuy¸t v  ™huy¶n ng nh †ªt lþ ™h§t r­nF „æi gûi líi ™£m ìn 1¸n rå™ vi»n uho— hå™ v  gæng ngh» †i»t x—mD ™¡™ th nh vi¶n trong ™¡™ pháng ˜—n 1¢ gióp 1ï v  t¤o 1i·u ki»n ™ho ™hóng tæi trong qu¡ tr¼nh thü™ hi»n luªn v«nF „æi ™ông gûi líi ™£m ìn ™¡™ th nh vi¶n ™òng nhâm nghi¶n ™ùu 1¢ luæn hé trñD ™hi— s´ ™ho tæi kinh nghi»m quþ ˜¡uD ™ho tæi ™â ™ì hëi 1÷ñ™ hå™ tªp v  l m vi»™ trong mæi tr÷íng th¥n thi»nD hᗠ1çngF guèi ™òng tæi xin ™h¥n th nh ™£m ìn ™¡™ th nh vi¶n trong gi— 1¼nhD ˜¤n ˜± 1¢ luæn õng hëD 1ëng vi¶n tæi v  gióp 1ï tæi trong suèt qu¡ tr¼nh hå™ tªp v  thü™ hi»n luªn v«n n yF ii
  5. Danh s¡ch h¼nh v³ IFI g§u tró™ tinh thº läng ð ph— nem—ti™ @xguçn ‡ikipedi—AF T IFP g§u tró™ tinh thº läng trong ™¡™ ph— sme™ti™F €h— sme™E ti™ e @˜¶n tr¡iA ™â ™¡™ ph¥n tû 1÷ñ™ tê ™hù™ th nh ™¡™ lîpF „rong ph— sme™ti™ g @˜¶n ph£iAD ™¡™ ph¥n tû ˜à nghi¶ng ˜¶n trong ™¡™ lîp @xguçn ‡ikipedi—AF F F F F F F F F F F F U IFQ €h— ™hir—l nem—ti™D heli™—l —xis l  trö™ xo­nD p l  mët ™hir—l pit™h @xguçn ‘IU“AF F F F F F F F F F F F F F F F F F F V IFR Ùng döng tinh thº läng nem—ti™ trong ™h¸ t¤o m n h¼nh @pol—rizerX k½nh ph¥n ™ü™Y ™olor filterX t§m lå™ m uY liquid ™ryst—lX tinh thº längY „p„ —rr—yX m£ng ˜¡n d¨n d¤ng phim mängAF @nguçnX €g‡orldA F F F F F F F F F F F F F F W QFI 0ç thà ™¡™ sü phö thuë™ 1¤i l÷ñng vªt lþ thèng k¶ theo Ns nhi»t 1ëF xçng 1ë spin c = = 50% vîi NL = 10×10×20F QP NL QFP ƒnh mæ phäng và tr½ v  spin ™¡™ h¤t t¤i ™¡™ nhi»t 1ëF Ns xçng 1ë spin c = = 50% vîi NL = 10 × 10 × 20F F F F QQ NL QFQ 0ç thà sü phö thuë™ 1ë linh 1ëng theo nhi»t 1ëF xçng Ns 1ë spin c = = 50% vîi NL = 10 × 10 × 20F F F F F F F QS NL QFR 0ç thà sü phö thuë™ ™¡™ 1¤i l÷ñng vªt lþ thèng k¶ theo Ns nhi»t 1ëF 0÷íng m u 1äX nçng 1ë spin c = = 50% NL vîi NL = 10 × 10 × 20F 0÷íng m u x—nhX nçng 1ë spin Ns c= = 30% vîi NL = 10 × 10 × 33F F F F F F F F F F F QT NL QFS 0ç thà sü phö thuë™ ™¡™ 1¤i l÷ñng vªt lþ thèng k¶ theo Ns nhi»t 1ëF xçng 1ë spin c = = 50% vîi NL = N × NL N × 2N vîi N a IHD IRD IVD PPF F F F F F F F F F F F F F F QV iii
  6. Mð ¦u „inh thº läng @liquid ™ryst—lA l  mët tr¤ng th¡i vªt ™h§t 1°™ ˜i»t ™â ™¡™ 1°™ t½nh trung gi—n ™õ— ™h§t läng thæng th÷íng v  thº r­nF ƒü ph¡t hi»n r— tinh thº läng 1¢ ph¡ vï t÷ duy v· ˜— tr¤ng th¡i ™õ— nhi·u th¸ h» nh  kho— hå™ trong thíi k¼ tr÷î™ 1¥yF „inh thº läng l¦n 1¦u ti¶n 1÷ñ™ ™hó þ qu—n s¡t v  t¼m hiºu trong qu¡ tr¼nh nh  kho— hå™ priedri™h ‚einitzer v  nhâm ™õ— m¼nh kiºm tr— t½nh ™h§t h◠lþ ™õ— ™¡™ d¨n xu§t kh¡™ nh—u ™õ— mët lo¤i vªt ™h§t ™â nguçn gè™ thü™ vªt v o n«m IVVVF „r÷î™ 1¥yD nhi·u nh  kho— hå™ 1¢ qu—n s¡t 1÷ñ™ ™¡™ hi»u ùng m u s­™ 1°™ ˜i»t khi l m l¤nh ™hóngF u— th÷ tø vîi ytto vehm—nnD k¸t hñp vîi nhúng qu—n s¡t ™õ— vehm—nn v· vi»™ nh¼n th§y ™¡™ tinh thº trong ™¡™ ph— trung gi—nD ‚einitzer 1¢ nhªn 1ành 1÷ñ™ v  tr¼nh ˜ y k¸t qu£ ™õ— m¼nh ‘I“ v· sü tçn t¤i ™õ— mët tr¤ng th¡i tçn t¤i mîi ™õ— vªt ™h§tF ƒ—u 1â vehm—nn ti¸p tö™ nghi¶n ™ùu v  ™h¸ t¤o 1÷ñ™ mët sè lo¤i tinh thº längD 1çng thíi qu—n s¡t ™hóng trong ¡nh s¡ng ph¥n ™ü™D thªm ™h½ qu—n s¡t 1÷ñ™ ™hóng ð nhi»t 1ë ™—oF 0¸n th¡ng V n«m IVVWD æng 1¢ ™æng ˜è k¸t qu£ ™õ— m¼nh trong ˜ i ˜¡o ‘P“F g¡™ ™æng vi»™ nghi¶n ™ùu tinh thº läng 1¢ 1÷ñ™ ti¸p tö™ triºn kh—i v  mð rëng 1¡ng kº ˜ði nh  h◠hå™ ng÷íi 0ù™ h—niel †orl—nderD ng÷íi 1¢ têng hñp 1÷ñ™ h¦u h¸t ™¡™ tinh thº läng 1÷ñ™ ˜i¸t 1¸nF gho 1¸n s—u th¸ ™hi¸n thù ssD qeorge ‡illi—m qr—yD mët nh  nghi¶n ™ùu nêi ti¸ng v· tinh thº längD ˜­t 1¦u nghi¶n ™ùu nhúng vªt li»u n y ð enhF xhâm nghi¶n ™ùu ™õ— æng 1¢ têng hñp nhi·u lo¤i vªt li»u mîi thº hi»n tr¤ng th¡i k¸t tinh läng v  ph¡t triºn hiºu ˜i¸t tèt hìn v· ™¡™h thi¸t k¸ ™¡™ ph¥n tû thº hi»n tr¤ng th¡i 1â v  1¢ thº hi»n 1i·u 1â trong ™uèn ‘Q“F „ø nhúng n«m IWSHD né lü™ nghi¶n ™ùu tinh thº läng 1¢ l—n r— to n th¸ giîiD 1i·u n y ˜¡o hi»u sü sü ph¡t triºn ™¡™ ùng döng thü™ t¸ ™ho nhúng lo¤i vªt li»u mîi n yF 0¸n nhúng n«m IWTH trð v· s—uD ™¡™ nh  kho— hå™ 1¢ t¼m hiºu v  ™h¸ t¤o 1÷ñ™ ™¡™ hén hñp tinh thº läng ð 1i·u ki»n nhi»t 1ë phángD tø 1⠙æng ngh» ™h¸ t¤o m n h¼nh tinh thº läng r— 1íi v  ˜­t 1¦u 1¤t 1÷ñ™ nhi·u th nh tüu lînF „rong RH n«m g¦n 1¥yD ™â nhi·u nghi¶n ™ùu ™£ v· lþ thuy¸t v  thü™ nghi»m v· qu¡ tr¼nh ™huyºn ph— ™õ— tinh thº längF 0èi vîi ™huyºn ph— nem—ti™ E 1¯ng h÷îngD mët trong nhúng lþ thuy¸t 1÷ñ™ dòng nhi·u nh§t l  lþ thuy¸t n«ng l÷ñng tü do pr—nk ‘RD S“F €h÷ìng ph¡p n y 1¢ mæ t£ 1÷ñ™ nhi·u hi»n t÷ñng v¾ mæ ™õ— ™¡™ ™ì ™h¸ kh¡™ nh—u nh÷ ˜i¸n d¤ngD uèn ™ong theo qu—n 1iºm xem x²t v· trªt tü 1ành h÷îng ™õ— tinh thº längF xhi·u mæ h¼nh 1¢ 1÷ñ™ ph¡t triºn 1º mæ h¼nh h◠tinh thº läng dü— tr¶n n«ng l÷ñng tü do pr—nkD tuy nhi¶n ph÷ìng ph¡p n y khæng iv
  7. mæ t£ 1ëng lü™ hå™ ™õ— ™¡™ ph¥n tû trong qu¡ tr¼nh t¤o th nh tinh thº längF g¡™ ph²p t½nh g¦n 1óng kh¡™ sû döng n«ng l÷ñng tü do tr÷íng trung ˜¼nh v—nd—uEde qennes ™ông 1÷ñ™ sû döng v  ™â nhi·u k¸t qu£ thó vàF xgo i r—D t— ™án g°p nhi·u ™æng tr¼nh lþ thuy¸t sû döng mæ h¼nh qu£ ™¦u ™ùngD trong 1â t÷ìng t¡™ giú— ™¡™ ph¥n tû 1÷ñ™ mæ t£ ˜¬ng 1i»n th¸ ti¸p xó™F xhúng ™æng tr¼nh n y 1¢ 1÷ñ™ xem x²t v  th£o luªn trong mët sè nghi¶n ™ùu ‘T“D trong 1⠙¡™ lþ thuy¸t x§p x¿ kh¡™ nh—u 1¢ 1÷ñ™ th£o luªn k¾ l÷ïngD v  trong nhúng ™æng tr¼nh n y 1¢ nghi¶n ™ùu ™¡™ h» h¤t ð tr¤ng th¡i ™¥n ˜¬ng sû döng n«ng l÷ñng tü do 1¸n ˜ª™ h—iF wæ h¼nh qu£ ™¦u ™ùng n y @m  trong mët sè ™æng tr¼nh ™án 1÷ñ™ sû döng ™òng vîi hp„ E lþ thuy¸t phi¸m h m mªt 1ëAD 1¢ sû döng 1i»n th¸ vªt ™ùng 1º gi£i th½™h 1÷ñ™ trªt tü kh¡™ nh—u trong ™¡™ ph— tinh thº läng kh¡™ nh—uD nh÷ng n⠙h÷— gi£i th½™h 1÷ñ™ sü ên 1ành ™õ— ™¡™ ph— tinh thº läng trong vªt li»u thü™F „inh thº läng l  mët ™§u tró™ ™â mªt 1ë ™—o d¨n 1¸n trong ™§u tró™ tinh thº läng ™â mët sè l÷ñng lîn ™¡™ h¤t v  t÷ìng t¡™ giú— ™¡™ ph¥n tûF €h÷ìng ph¡p mæ phäng wonte g—rlo l  ph÷ìng ph¡p mæ phäng hi»n 1¤iD 1¢ 1¤t 1÷ñ™ nhi·u k¸t qu£ nh§t 1ành trong nghi¶n ™ùu ™¡™ h» nhi·u h¤tF ho vªy t— ™â thº ¡p döng vªt lþ thèng k¶D sû döng ph÷ìng ph¡p wonte g—rlo 1º nghi¶n ™ùu ™¡™ qu¡ tr¼nh ™huyºn ph— ™õ— tinh thº längF gòng vîi sü ph¡t triºn ™õ— m¡y t½nhD ™¡™ ph÷ìng ph¡p mæ phäng 1¢ 1÷ñ™ sû döng v  1¢ thu 1÷ñ™ nhi·u k¸t qu£ li¶n qu—n 1¸n vi»™ mæ t£ ™¡™ t½nh ™h§t v  qu¡ tr¼nh ™huyºn ph— ™õ— tinh thº längF 0èi vîi ™huyºn ph— nem—ti™ E 1¯ng h÷îngD ™¡™ ˜ i ˜¡o ‘UD V“ 1¢ sû döng ™¡™ t÷ìng t¡™ nh¥n t¤o ™õ— ˜ù™ t÷íng ph¥n tû @—rtifi™i—l inter—™tions of mole™ulesEre™ipient w—llA ho°™ ™¡™ x§p x¿ n«ng l÷ñng tü do ™ho ™huyºn ph— n yF „ø ™¡™ t÷ìng t¡™ 1âD k¸t hñp vîi mæ phäng wonte g—rloD 𠘠i ˜¡o ‘W“D t¡™ gi£ 1¢ mæ t£ 1÷ñ™ gi£n 1ç ph— ™õ— h» ph¥n tû t÷ìng t¡™ vîi nh—u qu— th¸ n«ng ph£n s­t tøF 0¸n nhúng n«m g¦n 1¥yD ™¡™ qu¡ tr¼nh mæ phäng 1ëng lü™ hå™ ph¥n tû 1¢ 1÷ñ™ ghi l¤i t÷ìng 1èi 1¦y 1õ trong ˜ i ˜¡o ‘IH“ v  trong ™¡™ ™uèn s¡™h ‘IID IP“D 1ëng lü™ hå™ ™¡™ lo¤i tinh thº läng ™ông 1÷ñ™ mæ h¼nh h◠qu— nhi·u ˜ i ˜¡o kh¡™F ri»n n—y nhâm nghi¶n ™ùu t¤i 1¤i hå™ gergyE€ontoise @€h¡pA ™õ— qƒ hi»p „h¸ ròng 1¢ ™æng ˜è nhi·u k¸t qu£ kh£o s¡t t½nh ™h§t ™õ— tinh thº längF xhâm 1¢ sû döng ™¡™ mæ h¼nh spin th÷íng g°p 1º mæ t£ h» nhi·u h¤tD k¸t hñp ph÷ìng ph¡p mæ phäng wonte g—rlo 1º kh£o s¡t ™¡™ t½nh ™h§t ™õ— h» theo k½™h th÷î™D nçng 1ë ph¥n tû v  mët v i 1¤i l÷ñng vªt lþ kh¡™ ‘IQ“F ghuyºn ph— l  mët trong nhúng qu¡ tr¼nh v¨n ™án nhi·u ˜½ ©n 1èi v
  8. vîi ™¡™ nh  kho— hå™F gho 1¸n ˜¥y gií v¨n ™án nhi·u ™¥u häi li¶n qu—n 1¸n ™huyºn ph— ™h÷— ™â líi gi£i 1¡pX u¡ tr¼nh ™huyºn ph— ™õ— tinh thº läng di¹n r— nh÷ th¸ n oc g¡™ t¡™ 1ëng g¼ ™õ— mæi tr÷íng £nh h÷ðng 1¸n qu¡ tr¼nh ™huyºn ph—c g¡™ t÷ìng t¡™ ™h½nh £nh h÷ðng 1¸n qu¡ tr¼nh t¤o r— v  duy tr¼ ph— mîi l  g¼c FFF v¨n thu hót nhi·u sü qu—n t¥m ™õ— ™¡™ nh  kho— hå™ tr¶n th¸ giîiF gh½nh v¼ vªyD vîi mö™ 1½™h kh£o s¡t qu¡ tr¼nh ™huyºn ph— nem—ti™ Nghi¶n cùu hi»n ™õ— tinh thº längD ™hóng tæi ™hån nghi¶n ™ùu 1· t iX t÷ñng chuyºn pha nematic trong tinh thº läng F 0· t i sû döng ph÷ìng ph¡p mæ phäng wonte g—rloD s—u 1â qu— vi»™ nhªn x²t ™¡™ k¸t qu£ mæ phäng ™hóng tæi mong muèn nhªn 1ành v  ph¥n t½™h 1÷ñ™ sü £nh h÷ðng ™õ— ™¡™ y¸u tè l¶n qu¡ tr¼nh ™huyºn ph— nem—ti™ ™õ— tinh thº längF „ø 1⠙â thº 1èi ™hi¸uD kiºm ™hùng vîi ™¡™ k¸t qu£ thü™ nghi»m hi»n ™â ™õ— ph— tinh thº längF xëi dung ™õ— luªn v«n n y gçm Q ph¦nX €h¦n IX „r¼nh ˜ y v· 1°™ 1iºm ™õ— tinh thº längD ph¥n lo¤i ph— nhi»t 1ëng ™õ— tinh thº längF €h¦n PX „r¼nh ˜ y v· mæ h¼nh spin v  ™¡™ lo¤i t÷ìng t¡™D lþ thuy¸t ™huyºn ph— v  ph÷ìng ph¡p mæ phäng wonte g—rloF €h¦n QX „r¼nh ˜ y v  th£o luªn v· ™¡™ k¸t qu£ mæ phängF vi
  9. Möc löc víi ™—m 1o—n F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F i víi ™£m ìn F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F ii wð 1¦u F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F iv 1 Têng quan v· · t i 3 IFI uh¡i ni»mD 1°™ 1iºm ™õ— tinh thº läng F F F F F F F F F F Q IFP €h¥n lo¤i ph— trong tinh thº läng F F F F F F F F F F F F F R IFPFI g¡™ lo¤i ph— trong tinh thº läng F F F F F F F F F F R IFPFP €h¥n lo¤i tinh thº läng thermotropi™ F F F F F F F T IFQ Ùng döng ™huyºn ph— tinh thº läng F F F F F F F F F F F F W 2 Têng quan v· mæ h¼nh spin, lþ thuy¸t chuyºn pha v  ph÷ìng ph¡p mæ phäng Monte Carlo 11 PFI g¡™ mæ h¼nh t÷ìng t¡™ F F F F F F F F F F F F F F F F F F F II PFIFI ƒpinD t÷ìng t¡™ ™õ— ™¡™ spin F F F F F F F F F F F F II PFIFP wæ h¼nh spin têng qu¡t F F F F F F F F F F F F F F IQ PFIFQ wæ h¼nh €otts F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F IR PFIFR wæ h¼nh reisen˜ergD mæ h¼nh ˆ‰D mæ h¼nh ssing IS PFIFS wæ h¼nh €otts linh 1ëng F F F F F F F F F F F F F F IT PFP vþ thuy¸t ™huyºn ph— F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F IU PFPFI uh¡i ni»m ph— F F F F F F F F F F F F F F F F F F F IU PFPFP vþ thuy¸t ™huyºn ph— F F F F F F F F F F F F F F F IU PFPFQ ƒü ph¡ vï 1èi xùng khi ™huyºn ph— F F F F F F F F IV PFPFR g¡™ lo¤i ™huyºn ph— F F F F F F F F F F F F F F F F IW PFQ €h÷ìng ph¡p mæ phäng wonte g—rlo F F F F F F F F F F F IW PFQFI „½nh t½™h ph¥n trong vªt lþ thèng k¶ F F F F F F F PH PFQFP €h÷ìng ph¡p l§y m¨u 1ìn gi£n F F F F F F F F F F PI PFQFQ €h÷ìng ph¡p l§y m¨u qu—n trång F F F F F F F F F PP PFQFR ghuéi w—rkov F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F PP PFQFS 0i·u ki»n ™¥n ˜¬ng ™hi ti¸t F F F F F F F F F F F F F PQ PFQFT „huªt to¡n wetropolisX thuªt to¡n lªt 1ìn spin F PR 1
  10. 3 Nghi¶n cùu chuyºn pha nematic trong tinh thº läng 26 QFI wæ h¼nh lþ thuy¸t F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F PT QFP g¡™ 1¤i l÷ñng qu—n trångX n«ng l÷ñngD nhi»t dungD 1ë tø h◠v  1ë ™£m tø F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F PU QFQ „huªt to¡n wetropolis ™ho mæ h¼nh €otts linh 1ëng F F F PW QFR u¸t qu£ mæ phäng F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F QI QFRFI g¡™ 1¤i l÷ñng vªt lþ thèng k¶ 1èi vîi ™huyºn ph— ™§u tró™ vªt li»u tinh thº läng ð ph— nem—ti™ F F F QI QFRFP ƒü th—y 1êi ™¡™ 1¤i l÷ñng vªt lþ thèng k¶ theo nçng 1ë h» F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F QS QFRFQ ƒü th—y 1êi ™¡™ 1¤i l÷ñng vªt lþ thèng k¶ theo k½™h th÷î™ h» F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F QU QFS u¸t luªn v  ki¸n nghà F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F QW T i li»u tham kh£o 40 2
  11. Ch÷ìng 1 Têng quan v· · t i 1.1 Kh¡i ni»m, °c iºm cõa tinh thº läng „inh thº läng l  tr¤ng th¡i vªt ™h§t 1°™ ˜i»t ™â ™¡™ 1°™ t½nh trung gi—n ™õ— ™h§t läng thæng th÷íng v  tinh thº r­nF †½ dö mët tinh thº läng ™â thº ™h£y nh÷ ™h§t längD nh÷ng ™¡™ ph¥n tû ™õ— n⠙â thº 1÷ñ™ 1ành h÷îng theo mët trªt tü x¡™ 1ành gièng nh÷ tinh thº r­nF gh½nh v¼ vªyD tinh thº läng 1÷ñ™ ph¡t hi»n v  kh£o s¡t t÷ìng 1èi muënF xhúng hiºu ˜i¸t v· tinh thº läng 1¦u ti¶n xu§t hi»n tø ™¡™ k¸t qu£ thü™ nghi»m ™õ— nh  thü™ vªt hå™ priedri™h ‚einitzerD ng÷íi ˜§t ngí qu—n s¡t 1÷ñ™ 4h—i 1iºm nâng ™h£y4 khi l m vi»™ vîi ™¡™ tinh thº 1÷ñ™ ™hi¸t xu§t tø gè™ ™¥y ™  rèt ‘I“ v o n«m IVVVF †îi ™¡™ th½ nghi»m tr¶n gholesteryl fenzo—teD khi t«ng d¦n nhi»t 1ëD æng qu—n s¡t 1÷ñ™ ™¡™ tinh thº nhä m·m r— t¤i nhi»t 1ë 145, 5◦ g E 1iºm n y gåi l  1iºm nâng ™h£y 41¦u ti¶n4D t¤i 1⠙h§t r­n ˜à ˜i¸n th nh ™h§t läng sú—F Ð nhi»t 1ë 178, 5◦ g E 1iºm nâng ™h£y 4thù h—i4D ™h§t läng sú— trð n¶n ho n to n trong suètF „rong qu¡ tr¼nh l m nângD vªt li»u ˜—n 1¦u ™â m u t½m v  x—nh d÷ìngD s—u 1⠘i¸n m§tD 1º l¤i ™h§t ™â v©n 1ö™ nh÷ng v¨n ð thº längF ƒü xu§t hi»n n y l  1¡ng ng¤™ nhi¶n 1èi vîi qu—n 1iºm v· tinh thº t¤i thíi 1¤i n yX mët tinh thº s³ m§t m u s­™ v  th—y 1êi 1ë ™ùng t¤i mët nhi»t 1ë x¡™ 1ành 1°™ tr÷ng ™ho méi tinh thºF g¡™ tr—nh ™¢i v· hi»n t÷ñng n y 1¢ xu§t hi»n tø nhúng n«m giú— th¸ k¿ ˆsˆD nâ 1¢ di¹n r— trong kho£ng thíi gi—n ™ï h—i thªp ni¶nD v  ™uèi ™òngD vîi sü ™h§p nhªn ™õ— ™¡™ nh  kho— hå™ khi ph¡ vï mæ h¼nh ˜— tr¤ng th¡iD 1¸n nû— s—u th¸ k¿ ˆˆD tinh thº läng 1¢ ™¡™h m¤ng h◠ng nh ™æng nghi»p hiºn thà tr¶n to n th¸ giîi v  hi»n t¤i 1¢ 1âng v—i trá 1°™ ˜i»t qu—n trång trong nhi·u ng nh ™æng ngh» kh¡™ nh—uF †i»™ mæ t£ ™¡™ tinh thº läng li¶n qu—n 1¸n vi»™ ph¥n t½™h trªt tü ™õ— ™¡™ ph¥n tûF g¡™ vòng ™â t½nh t÷ìng ph£n trong k¸t ™§u tinh thº läng t÷ìng ùng vîi ™¡™ vòng m  ™¡™ ph¥n tû tinh thº läng 1÷ñ™ 1ành 3
  12. h÷îng theo ™¡™ h÷îng kh¡™ nh—uF „uy nhi¶nD trong mët vòngD ™¡™ ph¥n tû 1÷ñ™ s­p x¸p theo mët trªt tü x¡™ 1ànhF 0i·u n y ™â thº d¨n 1¸n mët sü th—y 1êi ™¡™ t½nh ™h§t qu—ng hå™ ™õ— ™¡™ thi¸t ˜à tinh thº längD ™â thº ùng döng trong ™¡™ ™æng vi»™ li¶n qu—n 1¸n 1o 1¤™D th«m dáDFFF †ªt li»u tinh thº läng ™â thº khæng ph£i ló™ n o ™ông ð tr¤ng th¡i läng ™õ— vªt ™h§t @gièng nh÷ n÷î™ ™â thº ˜i¸n th nh n÷î™ 1¡ ho°™ hìi n÷î™AF h÷îi t¡™ döng ™õ— nhi»t 1ë h—y ™¡™ t¡™ 1ëng ™õ— mæi tr÷íng ˜¶n ngo iD ™hóng ™â thº ™huyºn ph— ™§u tró™D d¨n 1¸n nhúng sü th—y 1êi v· ™¡™ t½nh ™h§t vªt lþ ™õ— vªt li»uF 1.2 Ph¥n lo¤i pha trong tinh thº läng 1.2.1 C¡c lo¤i pha trong tinh thº läng †· ™¡™h thù™ h¼nh th nh ™¡™ ph—D ™â thº ™hi— tinh thº läng th nh nhi·u lo¤iX „inh thº läng nhi»t 1ëng lü™ @thermotropi™ liquid ™ryst—lA l  lo¤i tinh thº läng trong 1⠙¡™ t½nh ™h§t vªt lþ ™h½nh ™õ— nâ th—y 1êi theo nhi»t 1ëF „inh thº n y ˜—o gçm nhi·u ph— kh¡™ nh—uD ™¡™ ph— tçn t¤i trong mët kho£ng nhi»t 1ë x¡™ 1ànhF x¸u nhi»t 1ë t«ng qu¡ ™—oD ™huyºn 1ëng nhi»t s³ ph¡ hõy trªt tü hñp t¡™ tinh vi ™õ— ph— tinh thº längD ˜i¸n vªt li»u th nh ™h§t läng 1¯ng h÷îng thæng th÷íngF Ð nhi»t 1ë qu¡ th§pD h¦u h¸t ™¡™ vªt li»u tinh thº läng lo¤i n y s³ t¤o th nh tinh thº thæng th÷íngF xhi·u tinh thº läng 1¯ng h÷îng thuë™ lo¤i n y thº hi»n nhi·u ph— kh¡™ nh—u khi nhi»t 1ë th—y 1êiF †½ döD khi 1un nâng mët lo¤i ph¥n tû tinh thº läng ™ö thº @m  mët 1ìn và ™§u tró™ 1°™ tr÷ng 1÷ñ™ gåi l  mesogenA ™â thº ˜iºu hi»n ™¡™ ph— sme™ti™ kh¡™ nh—uD ti¸p theo l  ph— nem—ti™ v  ™uèi ™òng l  ph— 1¯ng h÷îng khi nhi»t 1ë t«ng l¶nF wët v½ dö v· hñp ™h§t thº hi»n h nh vi tinh thº läng nhi»t 1ëng lü™ l  p—r—E—zoxy—nisoleF „inh thº läng lyotropi™ @lyotropi™ liquid ™ryst—lA l  lo¤i tinh thº läng trong 1⠙¡™ t½nh ™h§t ™õ— nâ th—y 1êi theo nçng 1ëF „inh thº läng lo¤i n y 1÷ñ™ ™§u t¤o tø ™¡™ ˜¬ng ™¡™h hᗠt—n mët —mphiphili™ mesogen @—mphiphili™ E mët hñp ™h§t húu ™ì ™â P th nh ph¦nX hydrophili™ E ÷— n÷î™ v  liphophili™ E ÷— ˜²oD kà n÷î™Y mesogenX l  1ìn và ™ì ˜£n ™õ— tinh thº läng 1º t¤o r— trªt tü ™§u tró™ trong tinh thºA trong mët dung mæi th½™h hñpD trong 1i·u ki»n th½™h hñp ™õ— nçng 1ëD nhi»t 1ë v  ¡p su§tF ho ™§u tró™ ph¥n tû m  ™¡™ ph¥n tû n y s­p x¸p dà h÷îng tòy thuë™ sü ™¥n ˜¬ng thº t½™h giú— ph¦n ÷— n÷î™ v  ph¦n kà n÷î™F ƒo vîi ™¡™ tinh thº läng nhi»t 1ëng lü™D tinh thº läng lyotropi™ ™â th¶m mët 4
  13. mù™ 1ë tü doD 1â l  nçng 1ëD ™ho ph²p ™hóng t¤o r— nhi·u ph— kh¡™ nh—uF wéi ph— kh¡™ nh—u n y ™â mù™ 1ë s­p x¸p ph¥n tû kh¡™ nh—u trong m— trªn dung mæiD tø 1⠙â thº ™â nhi·u t½nh ™h§t 1èi xùng ™—o hìnF „rong méi ™¡™h ph¥n lo¤i tr¶nD t— ™â thº ph¥n ™hi— tinh thº läng th nh ™¡™ ph— kh¡™ nh—uF wéi ph— kh¡™ nh—u th÷íng ™â ™¡™h s­p x¸p ™¡™ ph¥n tû trong tinh thº kh¡™ nh—uD do 1âD trong méi ph— t— qu—n t¥m 1¸n mët 1¤i l÷ñng mæ t£ và tr½ t÷ìng 1èi ™õ— ™¡™ ph¥n tû trong tinh thºD gåi l  th—m sè trªt tüF wët t½nh ™h§t ™hung ™õ— ™¡™ tinh thº läng l  ™hóng th÷íng ™â mët trö™ ÷u ti¶nD ™¡™ t½nh ™h§t v  t÷ìng t¡™ ™õ— ™¡™ ph¥n tû theo ph÷ìng n y s³ khæng gièng ™¡™ ph÷ìng ™án l¤iF ho vªyD v· têng qu¡tD t— ™â thº qu—n t¥m 1¸n h—i ™¡™h ph¥n lo¤i trªt tü trong tinh thº längX trªt tü và tr½ @™¡™ ph¥n tû s³ n¬m trong lo¤i m¤ng tinh thº n oD v  1÷ñ™ s­p x¸p trong m¤ng theo quy luªt n oA v  trªt tü 1ành h÷îng @˜£n th¥n ™¡™ nguy¶n tû 1÷ñ™ 1ành h÷îng th¸ n oAY trªt tü t¦m g¦n @™¡™ lo¤i t÷ìng t¡™ giú— ™¡™ ph¥n tû l¥n ™ªnA v  trªt tü t¦m x— @™¡™ t÷ìng t¡™ hi»u döng ™õ— ™¡™ nguy¶n tû kh¡™ 1èi vîi ph¥n tû 1—ng x²tAF „rªt tü ™õ— ™¡™ ph— tinh thº läng 1÷ñ™ xem x²t tr¶n mët mi·n r§t rëng ð quy mæ ph¥n tûF „hù tü n y mð rëng 1¸n to n ˜ë k½™h th÷î™ mi·nD ™â thº theo l¶n tîi ˜ª™ mi™rometD nh÷ng th÷íng khæng mð rëng 1¸n quy mæ v¾ mæ nh÷ th÷íng x£y r— trong ™h§t r­n k¸t tinh ™ê 1iºnF „uy nhi¶nD mët sè kÿ thuªtD ™h¯ng h¤n nh÷ sû döng 1i·u ki»n ˜i¶n ho°™ 1i»n tr÷íng ngo iD ™â thº 1÷ñ™ sû döng 1º x¥y düng mët mi·n ™â trªt tü x¡™ 1ành trong to n ˜ë m¨u tinh thº läng v¾ mæF „hù tü 1ành h÷îng trong tinh thº läng ™â thº ™h¿ k²o d i theo mët ™hi·uD vîi vªt li»u v· ™ì ˜£n ˜à x¡o trën theo h—i h÷îng ™án l¤iF g¡™ 1¤i l÷ñng vªt lþ mæ t£ t½nh ™h§t vªt lþ ™õ— h» tinh thº läng ™â thº ™ho ™hóng t— ˜i¸t t¼nh tr¤ng ™õ— tinh thº läng t¤i thíi 1iºm kh£o s¡tF u— ™¡™ sè li»u 1âD t— t½nh to¡n 1÷ñ™ n«ng l÷ñng tü do ™õ— h» ph¥n tûF uhi t«ng nhi»t 1ëD d÷îi t¡™ 1ëng ™õ— 1ëng n«ng ™huyºn 1ëng nhi»tD t÷ìng t¡™ giú— ™hóng y¸u 1iD do vªy ™¡™ ph¥n tû s³ d¦n ™huyºn s—ng ph¥n ˜è ng¨u nhi¶nD tü do hìn khi nhi»t 1ë ™—o hìnF ho vªy ð nhi»t 1ë ™—oD h¦u h¸t ™¡™ tinh thº läng ð ph— 1¯ng h÷îngD ™án trong ™¡™ nhi»t 1ë th§p hìnD tinh thº läng ™â thº tçn t¤i mët ho°™ nhi·u ph— vîi ™§u tró™ 1ành h÷îng dà h÷îng 1¡ng kº v  trªt tü 1ành h÷îng trong ph¤m vi ng­n 1æi khi v¨n ™â kh£ n«ng x£y r—F 5
  14. H¼nh 1.1: C§u tróc tinh thº läng ð pha nematic (Nguçn Wikipedia). 1.2.2 Ph¥n lo¤i tinh thº läng thermotropic Pha nematic wët trong nhúng ph— ™õ— tinh thº läng nhi»t 1ëng lü™ phê ˜i¸n nh§t l  nem—ti™F „ø nem—ti™ ˜­t nguçn tø ti¸ng ry v¤p @ti¸ng ry v¤pX nem—D ™â ngh¾— l  4sñi4AF „rong ph— nem—ti™D ™¡™ ph¥n tû húu ™ì 1÷ñ™ ™oi l  1ìn trö™ @™â I ph÷ìng ÷u ti¶nAD ph¥n ˜è khæng ™â trªt tü và tr½D nh÷ng ™hóng tü s­p x¸p 1º ™â trªt tü 1ành h÷îng t¦m x— vîi ™¡™ trö™ d i ™õ— ™hóng g¦n nh÷ song songF ho 1âD ™¡™ ph¥n tû tü do ™h£y v  và tr½ khèi t¥m ™õ— ™hóng 1÷ñ™ ph¥n ˜è ng¨u nhi¶n nh÷ trong ™h§t längD nh÷ng v¨n duy tr¼ trªt tü 1ành h÷îng trong ph¤m vi d i ™õ— ™hóngF r¦u h¸t ™¡™ ph¥n tû nem—ti™ 1·u 1ìn trö™X ™hóng ™â mët trö™ @gåi l  trö™ ™h½nhA d i hìn v  1÷ñ™ ÷u ti¶n hìnD v  h—i trö™ ki— l  t÷ìng 1÷ìng @mæ h¼nh nem—ti™ ™â thº 1÷ñ™ ™oi l  h¼nh trö ho°™ h¼nh queAF „uy nhi¶nD mët sè tinh thº läng ™â t½nh ™h§t 1ành h÷îng theo h—i trö™D ™â ngh¾— l  ngo i vi»™ 1ành h÷îng trö™ d iD ™hóng ™án 1ành h÷îng då™ theo trö™ thù ™§pF xem—ti™ ™â t½nh l÷u 1ëng t÷ìng tü nh÷ ™h§t läng thæng th÷íng @1¯ng h÷îngA nh÷ng ™hóng ™â thº d¹ d ng 1÷ñ™ 1i·u ™h¿nh ˜ði tø tr÷íng ho°™ 1i»n tr÷íng ˜¶n ngo iF g¡™ ph¥n tû nem—ti™ khi 1÷ñ™ 1i·u ™h¿nh th¼ ™â ™¡™ 1°™ t½nh qu—ng hå™ ™õ— tinh thº 1ìn trö™ v  1i·u n y l m ™ho ™hóng ™ü™ ký húu ½™h trong m n h¼nh tinh thº läng @viquid ™ryst—l displ—y E vghAF g¡™ nh  kho— hå™ ™ông 1¢ ph¡t hi»n r— r¬ng ™¡™ ele™tron ™â thº hñp nh§t 1º di ™huyºn ™òng nh—u trong tø tr÷íng ™÷íng 1ë ™—oD 1º t¤o r— 6
  15. H¼nh 1.2: C§u tróc tinh thº läng trong c¡c pha smectic. Pha smectic A (b¶n tr¡i) câ c¡c ph¥n tû ÷ñc tê chùc th nh c¡c lîp. Trong pha smectic C (b¶n ph£i), c¡c ph¥n tû bà nghi¶ng b¶n trong c¡c lîp (Nguçn Wikipedia). mët d¤ng vªt ™h§t 4nem—ti™ 1i»n tû4 ‘IR“F Pha smectic „inh thº läng sme™ti™ 1÷ñ™ t¼m th§y ð nhi»t 1ë th§p hìn so vîi nem—ti™D t¤o th nh ™¡™ lîp x¡™ 1ành rã r ngD ™¡™ lîp ™â thº tr÷ñt qu— nh—u theo ™¡™h t÷ìng tü nh÷ x  phángF „ø 4sme™ti™4 ˜­t nguçn tø tø 4sme™ti™us4 trong ti¸ng v—tinhD ™â ngh¾— l  l m s¤™hD ho°™ ™â ™¡™ 1°™ t½nh gièng nh÷ x  phángF gông gièng ph— nem—ti™D ð ph— sme™ti™D ™¡™ ph¥n tû 1÷ñ™ s­p x¸p theo và tr½ då™ theo mët h÷îngF „rong ph— sme™ti™ eD ™¡™ ph¥n tû 1÷ñ™ 1ành h÷îng då™ theo lîp ˜¼nh th÷íngD trong khi ð ph— sme™ti™ gD ™hóng ˜à nghi¶ng ˜¶n trong ™¡™ lîpF g¡™ ph— n y gièng nh÷ ™h§t läng ˜¶n trong ™¡™ lîpF gâ nhi·u lo¤i ph— sme™ti™ kh¡™ nh—uD t§t ™£ 1·u 1÷ñ™ 1°™ tr÷ng ˜ði ™¡™ ™¡™ thæng sè li¶n qu—n 1¸n mù™ 1ë kh¡™ nh—u ™õ— trªt tü và tr½ v  trªt tü 1ành h÷îngF xgo i ™¡™ ph¥n tû húu ™ìD trªt tü sme™ti™ ™ông 1¢ 1÷ñ™ ˜¡o ™¡o x£y r— trong huy·n phò keo ™õ— vªt li»u PEh ‘IS“ ho°™ vªt li»u ™ï n—no ‘IT“F Pha chiral ho°c nematic xo­n €h— nem—ti™ ™hir—l th÷íng 1÷ñ™ gåi l  ph— ™holesteri™ ˜ði v¼ nâ l¦n 1¦u ti¶n 1÷ñ™ qu—n s¡t trong d¨n xu§t ™holesterol ˜ði priedri™h ‚einitzer n«m IVVVF g¡™ th½ nghi»m ™ông ™ho th§y ™h¿ ™â ™¡™ ph¥n tû ™â t½nh ™hir—l ™â thº t¤o 1÷ñ™ mët trªt tü 1ành h÷îng nh÷ vªyF €h— n y mæ t£ mët trªt tü 1ành h÷îng ™¡™ ph¥n tû m  trö™ 1ành h÷îng ™õ— ™hóng vuæng g♠vîi ˜¡n k½nh ve™tor x¡™ 1ành và tr½ ™õ— ™hóngD vîi 7
  16. H¼nh 1.3: Pha chiral nematic, helical axis l  tröc xo­n, p l  mët chiral pitch (Nguçn [17]). trö™ ph¥n tû song song vîi ™¡™ h÷îngF g¡™ g♠xo­n húu h¤n giú— ™¡™ ph¥n tû li·n k· l  do t½nh ™h§t khæng 1èi xùng ™õ— ™hóngD m  k¸t qu£ trong tinh thº läng ™hir—l xu§t hi»n trªt tü d iF „rong ph— sme™ti™ gB @mët d§u ho— thà ˜iºu thà mët ph— ™hir—lAD ™¡™ ph¥n tû ™â trªt tü và tr½ ên 1ành trong méi lîp @nh÷ trong ™¡™ ph— sme™ti™AD vîi ™¡™ ph¥n tû nghi¶ng ˜ði mët g♠húu h¤n 1èi vîi ™¡™ lîp ˜¼nh th÷íngF ƒü ™hir—lity g¥y r— mët sü xo­n ph÷ìng và húu h¤n tø lîp n y s—ng lîp kh¡™D t¤o r— sü xo­n kiºu xo­n è™ ™õ— trö™ ph¥n tû då™ theo trö™ ˜¼nh th÷íng ™õ— lîpF g¡™ lîp ™hir—l E ™hir—l pit™hD pD 1÷ñ™ 1ành ngh¾— l  kho£ng ™¡™h m  trö™ 1ành h÷îng ™¡™ ph¥n tû tinh thº läng th—y 1êi mët g♠360o 1¦y 1õ @nh÷ng l÷u þ r¬ng ™§u tró™ ™õ— gi—i 1o¤n nem—ti™ ™hir—l l°p l¤i ™h½nh nâ méi nû—Epit™hD v¼ trong gi—i 1o¤n n y h÷îng ð 0o v  ±180o l  t÷ìng 1÷ìngAF g¡™ pit™hD pD th÷íng th—y 1êi khi nhi»t 1ë h» 1÷ñ™ th—y 1êi ho°™ khi ™¡™ ph¥n tû kh¡™ 1÷ñ™ th¶m v o h» tinh thº längD ™ho ph²p ™¡™ pit™h ™õ— mët vªt li»u nh§t 1ành 1º 1÷ñ™ 1i·u ™h¿nh phò hñpF „rong mët sè h» thèng tinh thº längD ™¡™ pit™h ™â ™òng ˜ª™ ™ï ˜÷î™ sâng ™õ— ¡nh s¡ng nh¼n th§y 1÷ñ™F 0i·u n y khi¸n ™¡™ tinh thº läng ð ph— n y thº hi»n 1÷ñ™ ™¡™ thuë™ t½nh qu—ng hå™ 1ë™ 1¡oD ™h¯ng h¤n nh÷ sü ph£n x¤ fr—gg v  ph¡t x¤ l—ser ng÷ïng th§pD v  ™¡™ thuë™ t½nh n y 1÷ñ™ kh—i th¡™ trong mët sè ùng döng qu—ng hå™F „inh thº läng ™holesteri™ ™ông thº hi»n 1°™ t½nh 1ë™ 1¡o khi ™hóng ph£n x¤ ¡nh s¡ng ph¥n ™ü™ trán khi nâ 1i tîi theo ph÷ìng då™ theo trö™ xo­n è™ v  ph¥n ™ü™ elip n¸u nâ khi nâ 1i tîi theo ph÷ìng ™h²oF 8
  17. H¼nh 1.4: Ùng döng tinh thº läng nematic trong ch¸ t¤o m n h¼nh (polarizer: k½nh ph¥n cüc; color filter: t§m låc m u; liquid crystal: tinh thº läng; TFT array: m£ng b¡n d¨n d¤ng phim mäng). (nguçn: PCWorld) 1.3 Ùng döng chuyºn pha tinh thº läng ho ™â nhi·u t½nh ™h§t vªt lþ 1°™ ˜i»tD n¶n tinh thº läng ™â nhi·u ùng döng 1°™ ˜i»t ‘IV“F „rong ™¡™ ng nh ™æng ngh» v  ™h¸ t¤o döng ™öD ™¡™ ph¥n tû nem—ti™ 1¢ 1÷ñ™ 1· xu§t sû döng 1º ™h¸ t¤o m n h¼nh 1º th—y th¸ m n h¼nh èng phâng 1i»n tû tø nhúng n«m IWQHF „uy nhi¶n 1¸n tªn n«m IWTHD mët lo¤i ph¥n tû nem—ti™ mîi 1÷ñ™ têng hñp th nh ™æng 1º 1÷— v o ™h¸ t¤o m n h¼nh ™â t½nh ™h§t t÷ìng 1èi ên 1ànhF „¤i 1âD ng÷íi t— sû döng mët lîp nem—ti™ 1÷ñ™ 1°t giú— h—i lîp k½nh ph¥n ™ü™ 1º l m th nh ph¦n ™h½nh ™õ— m n h¼nhF f¬ng ™¡™h t¤o r— lü™ l m th—y 1êi 1ành h÷îng ™¡™ ph¥n tû v  sû döng 1i»n tr÷íng 1º t¡i 1ành h÷îng ™hóngD t— ™â thº ™h¸ t¤o r— ™¡™ m n h¼nh 1º hiºn thà @h—y ™án gåi l  m n h¼nh tinh thº längAF xgo i r— mët ùng döng húu ½™h kh¡™ ™õ— tinh thº läng l  dòng 1º x¡™ 1ành nhi»t 1ë ˜· m°tF xguy¶n t­™ vªt lþ ™õ— nâ dü— tr¶n ˜÷î™ sâng ™õ— nhúng ™hòm ¡ng s¡ng ph£n ™hi¸u nhí v o ™¡™ tinh thº läng ™holesteri™F 0ành h÷îng ™õ— ™¡™ tinh thº längD trong ™¡™ thi¸t ˜à 1oD th—y 1êi theo nhi»t 1ë ‘IW“F hü— v o sü th—y 1êi t½nh ™h§t qu—ng hå™ theo nhi»t 1ëD t— ™â thº x¡™ 1ành 1÷ñ™ nhi»t 1ë ™¦n 1oF xgo i r— ™¡™ m ng tinh thº läng 1¢ ™¡™h m¤ng h◠th¸ giîi ™æng ngh»F ri»n n—y ™hóng 1÷ñ™ sû döng trong r§t nhi·u thi¸t ˜àD v½ dö nh÷ 9
  18. 1çng hç k¾ thuªt sèD 1i»n tho¤i di 1ëngD m¡y t½nh v  tiviF w ng tinh thº läng ™án 1÷ñ™ sû döng trong ™¡™ thi¸t ˜à l÷u trú qu—ng hå™D vîi qu¡ tr¼nh gièng nh÷ ghi v  1å™ dú li»u trong ™¡™ 1¾— gh ho°™ h†h ‘PHD PI“F 10
  19. Ch÷ìng 2 Têng quan v· mæ h¼nh spin, lþ thuy¸t chuyºn pha v  ph÷ìng ph¡p mæ phäng Monte Carlo 2.1 C¡c mæ h¼nh t÷ìng t¡c 2.1.1 Spin, t÷ìng t¡c cõa c¡c spin ƒpin l  mët trong sè nhúng 1¤i l÷ñng vªt lþ ™ì ˜£n ™õ— ™¡™ h¤tF ƒpin l  mët t½nh ™h§t nëi t¤i ™õ— ™¡™ h¤tD gièng nh÷ khèi l÷ñng v  1i»n t½™hF uh¡i ni»m spin l¦n 1¦u ti¶n 1÷ñ™ 1÷— r— ˜ði h—i nh  vªt lþ ng÷íi r  v—n l  qeorge …hlen˜e™k v  ƒ—muel qoudsmit n«m IWPS ‘PP“D khi ™¡™ æng nhªn th§y mët khèi l÷ñng lîn ™¡™ sè li»u thü™ nghi»m li¶n qu—n 1¸n t½nh ™h§t ™õ— ¡nh s¡ng ph¡t x¤ v  h§p thö ˜ði ™¡™ nguy¶n tû ™h¿ ™â thº 1÷ñ™ gi£i th½™h ˜¬ng ™¡™h gi£ thi¸t ele™tron ™â mët moment tø ri¶ng 1°™ ˜i»tF gh½nh v¼ vªyD spin ™â ˜£n ™h§t ™õ— moment 1ëng l÷ñng v  l  mët kh¡i ni»m thu¦n tóy l÷ñng tûD khæng ™â sü t÷ìng ùng trong ™ì hå™ ™ê 1iºnF g¡™ ele™tron ™â ™¡™ moment spin gièng nh—uD s = 1/2D v  ™hóng ™â moment tø gièng nh—u µ = 2mc D ™¡™ thæng sè n y s³ quy 1ành ™ho spin e nhi·u lo¤i t÷ìng t¡™ ‘PQ“X • T÷ìng t¡c lo¤i trø Pauli: g¡™ ele™tron l  ™¡™ fermionD n¶n theo nguy¶n lþ lo¤i trø €—uliD ™¡™ ele™tron kh¡™ nh—u s³ ™â tr¤ng th¡i l÷ñng tû kh¡™ nh—u trong ™òng mët thíi 1iºmF xguy¶n lþ n y ™â nëi dung 1ìn gi£nD nh÷ng n⠙â þ ngh¾— lîn trong vi»™ gi£i th½™h ™§u tró™ lîp vä ele™tron ™õ— nguy¶n tûD mæ t£ v  gi£i th½™h sü 1— d¤ng ™õ— ™¡™ nguy¶n tè h◠hå™ v  sü k¸t hñp h◠hå™ ™õ— ™hóngF f¬ng ™¡™h k¸t hñp nguy¶n lþ lo¤i trø vîi nguy¶n lþ ˜§t 1ành ™õ— reisen˜ergD ng÷íi t— ™ông 1¢ gi£i th½™h 1÷ñ™ nguy¶n nh¥n tçn t¤i ™õ— thº t½™h ™¡™ vªt thº trong thü™ t¸D khi 1⠙¡™ ele™tron ™õ— méi 11
  20. nguy¶n tû khæng thº ™òng n¬m trong quÿ 1¤o n«ng l÷ñng th§p nh§t v  ph£i ™hi¸m ™¡™ lîp vä lîn hìn li¶n ti¸pD khi 1⠙¡™ nguy¶n tû ™hi¸m mët thº t½™h x¡™ 1ànhF • T÷ìng t¡c trao êi: „÷ìng t¡™ tr—o 1êi l  mët hi»u ùng thu¦n l÷ñng tû x£y r— khi h m sâng ™õ— h—i h—y nhi·u ele™tron phõ nh—uD ™â t¡™ döng l m t«ng h—y gi£m n«ng l÷ñng tü do ™õ— mët h» 1i»n t½™hD t¡™ döng ™h½nh l  l m ™ho ™¡™ spin 1÷ñ™ 1ành h÷îng ÷u ti¶n khi ™hóng song song @1èi vîi ™h§t s­t tøA ho°™ 1èi song @1èi vîi ™h§t ph£n s­t tøA nh—uF „÷ìng t¡™ n y ™â ˜£n ™h§t l  t÷ìng t¡™ t¾nh 1i»n goulom˜ giú— ™¡™ spin ™õ— ele™tronF wët trong nhúng h» qu£ qu—n s¡t 1÷ñ™ ™õ— t÷ìng t¡™ n y l  vi»™ t¤o r— ™¡™ ™h§t ™â t½nh s­t tøF 0èi vîi ™¡™ vªt li»u s­t tøD d÷îi nhi¶t 1ë guireD ™¡™ ph¥n tû ™â li¶n k¸t vîi nh—u t¤o th nh ™¡™ mi·n ™â moment l÷ïng ™ü™ tø têng hñp kh¡™ H @™¡™ dom—in tøAD do 1â vªt li»u s­t tø ™â thº t¤o mët tø tr÷íng v¾ mæ kh¡™ HF 0â l  nguy¶n nh¥n t¤o n¶n nhúng n—m ™h¥m m  t— h—y g°p trong ™uë™ sèngF • T÷ìng t¡c spin - quÿ ¤o: „÷ìng t¡™ spin E quÿ 1¤o l  t÷ìng t¡™ ™õ— spin 1èi vîi tø tr÷íng sinh r— ˜ði ™huyºn 1ëng theo quÿ 1¤o trán ™õ— ele™tron qu—nh h¤t nh¥nF „÷ìng t¡™ spin E quÿ 1¤o g¥y r— sü th—y 1êi ™¡™ mù™ n«ng l÷ñng ™õ— ™¡™ ele™tron trong nguy¶n tûD do t÷ìng t¡™ giú— tø tr÷íng vîi spin ™õ— ™¡™ ele™tronF ri»n t÷ñng n y ™â thº x¡™ nhªn qu— sü ph¥n t¡™h ™¡™ v¤™h qu—ng phêD ™â thº 1÷ñ™ ™oi l  s£n ph©m ™õ— hi»u ùng eem—nF „rong ™¡™ ng nh ™æng ngh» spintroni™D t÷ìng t¡™ spin E quÿ 1¤o 1èi vîi ™¡™ ele™tron trong ˜¡n d¨n v  vªt li»u kh¡™ 1÷ñ™ kh—i th¡™ v  ùng döng trong nhi·u ùng döng ™æng ngh»F „÷ìng t¡™ spin E quÿ 1¤o ™ông l  mët trong ™¡™ nguy¶n nh¥n ™h½nh ™õ— t½nh dà h÷îng tø tinh thº v  hi»u ùng spin r—llF • T÷ìng t¡c si¶u tinh t¸: „÷ìng t¡™ si¶u tinh t¸ 1÷ñ™ x¡™ 1ành ˜ði nhúng th—y 1êi nhä trong ™¡™ mù™ n«ng l÷ñng suy ˜i¸n v  k¸t qu£ l  sü ph¥n t¡™h r— ™¡™ mù™ n«ng l÷ñng 1⠙õ— ™¡™ nguy¶n tûD ph¥n tûD ionD vîi nguy¶n nh¥n ™h½nh l  sü t÷ìng t¡™ giú— h¤t nh¥n v  ™¡™ 1¡m m¥y ele™tronF „÷ìng t¡™ si¶u tinh t¸ ˜—o gçm t÷ìng t¡™ giú— moment l÷ïng ™ü™ tø nguy¶n tû vîi tø tr÷íng sinh r— ˜ði sü ™huyºn 1ëng ™õ— ™¡™ ele™tron v  moment tù ™ü™ tø nguy¶n tû trong gr—dient 1i»n tr÷íng sinh r— ˜ði ph¥n ˜è 1i»n ti™h trong nguy¶n tûF • T÷ìng t¡c tø: „÷ìng t¡™ tø l  t÷ìng t¡™ trü™ ti¸p giú— ™¡™ moE 12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2