Details

Предмет исследования. Тонкие пленки оксида индия и олова с лазерно-осажденными углеродными нанотрубками и шунгитами. Цель работы. Экспериментальное исследование влияния углеродных нанотрубок и шунгитов на свойства поверхности тонких пленок оксида индия и олова для их использования в качестве ориентирующих слоев для устройств на основе нематических жидких кристаллов. Метод. Осаждение тонких пленок и наночастиц проводилось лазерно-ориентированным методом с использованием CO[2]-лазера. Оптическая схема была согласована с управляющей электрической сеткой, напряженность поля на которой варьировалась в диапазоне 100–600 В/см. Для диагностики поверхности последовательно использовались атомно-силовой микроскоп в контактном режиме и измерения краевого угла смачивания методом лежащей капли. Для учета шероховатости измерялся гистерезис смачивания. Расчет свободной поверхностной энергии проведен методом Оунса-Вендта-Рабеля-Кьелбле. Основные результаты. Описана связь между используемыми наночастицами, режимом их осаждения и шероховатостью. Зафиксирован рост дисперсионной составляющей свободной поверхностной энергии при осаждении углеродных нанотрубок и рост полярной компоненты при осаждении шунгитов. Показана тенденция изменения ориентации жидких кристаллов 4-циано-4'-пентилбифенила с наклонной ориентацией в направлении к гомеотропной при осаждении углеродных нанотрубок, и показан переход от наклонной ориентации в направлении к планарной при осаждении шунгитов. Практическая значимость. Полученные результаты свидетельствуют о возможном применении пленок оксида индия и олова не только в качестве просветляющих покрытий и контактов, но и в качестве ориентирующих слоев с возможностью перестройки свойств в широком спектральном и энергетическом диапазонах. Это позволяет упрощать архитектуру нематических жидкокристаллических устройств, используемых в лазерных технологиях, дисплейной технике, биомедицине и в прочих смежных направлениях.

Subject of study. Thin films of indium tin oxide with laser-deposited carbon nanotubes and shungites. Aim of study. Experimental study of the influence of carbon nanotubes and shungites on the surface properties of indium tin oxide thin films in order to use them as the orienting layers in the nematic liquid crystal devices. Method. The deposition of thin films and nanoparticles was carried out by a laser-oriented method using a CO[2] laser. The optical scheme was coordinated with the control electrical grid, the field strength on which varied in the range of 100-600 V/cm. To diagnose the surface, atomic force microscopy in the contact mode and measurement of the contact angle by the sessile drop method were used. To take into account roughness, a technique for measuring wetting hysteresis was used. To calculate the free surface energy, the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method was used. Main results. The relationship between the nanoparticles used, their deposition mode and roughness is described. An increase in the dispersion component of free surface energy was revealed during the deposition of carbon nanotubes and an increase in the polar component during the deposition of shungites. The tendency for the orientation of 4-cyano-4'-pentylbiphenyl liquid crystals to change from a tilted orientation towards homeotropic during the deposition of carbon nanotubes is shown, and the transition from tilted orientation towards planar during the deposition of shungites is shown. Practical significance. The results obtained indicate the possible use of indium tin oxide films not only as antireflective coatings and contacts, but also as orienting layers with the ability to tunable properties in a wide spectral and energy range. This makes it possible to simplify the architecture of nematic liquid crystal devices used in laser technologies, display techniques, biomedicine and other related areas.