Èññëåäîâàíèå îðèåíòàöèîííîé óïîðÿäî÷åííîñòè ïðèñòåííûõ ñëîåâ íèòðîáåíçîëà, îáðàçîâàííûõ íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè Öàðãîðîäñêàÿ À.Á., Àëòîèç Á.À., Ïîïîâñêèé À.Þ. Îäåññà, ÎÃÓ, Äâîðÿíñêàÿ,2. Ïðîâåäåíî èññëåäîâàíèå çàâèñèìîñòè îðèåíòàöèîííîé óïîðÿäî÷åííîñòè â ïðèñòåííûõ ñëîÿõ íèòðîáåíçîëà, îáðàçîâàííûõ íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè, îò òîëùèíû ñëîÿ æèäêîñòè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî íèòðîáåíçîë íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè îáðàçóåò ýïèòðîïíûå æèäêîêðèñòàëëè÷åñêèå ñëîè òîëùèíîé íà ïîðÿäîê áîëüøåé, ÷åì íà äèýëåêòðè÷åñêîé ïîäëîæêå. ÂÂÅÄÅÍÈÅ Èçâåñòíî, ÷òî ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ íà ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà æèäêîñòü òâåðäîå òåëî ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ ïîëèìîëåêóëÿðíûå (~0,1 ìêì) ñëîè íåìåçîãåííîé æèäêîñòè ñ îðèåíòàöèîííîé ýïèòðîïíîæèäêîêðèñòàëëè÷åñêîé (ÝÆÊ) óïîðÿäî÷åííîñòüþ ìîëåêóë [1]. Äëÿ äèñïåðñíîé ñèñòåìû ñ ðàçâèòîé ïîâåðõíîñòüþ âûñîêîå îòíîñèòåëüíîå ñîäåðæàíèå òàêîé ôàçû ìîæåò ñêàçûâàòüñÿ íà òåïëîôèçè÷åñêèõ è äðóãèõ èíòåíñèâíûõ åå õàðàêòåðèñòèêàõ [2]. Êðîìå òîãî, íàëè÷èå íà ÷àñòèöàõ òâåðäîé ôàçû ñòðóêòóðèðîâàííûõ îáîëî÷åê, ñîñòîÿùèõ èç ìîëåêóë äèñïåðñèîííîé ñðåäû (â ñóñïåíçèÿõ) èëè àäñîðáèðîâàííûõ èç ãàçîâîé ôàçû, ìîæåò èçìåíèòü êèíåòèêó (è ñàìó âîçìîæíîñòü) ïðîöåññîâ êîàãóëÿöèè è àãðåãèðîâàíèÿ ÷àñòèö, ñåäèìåíòàöèè è óñòîé÷èâîñòè äèñïåðñíîé ñèñòåìû [3].  ðÿäå ñëó÷àåâ, îáðàçîâàíèå òàêèõ ñëîåâ â âûñîêîäèñïåðñíûõ ñèñòåìàõ âëèÿåò è íà èõ ðåîëîãè÷åñêèå ñâîéñòâà. Ñòðóêòóðíûå ïàðàìåòðû (òèï è ñòåïåíü óïîðÿäî÷åííîñòè, ðàâíîâåñíàÿ òîëùèíà) ÝÆÊ ñëîåâ çàâèñÿò îò ðîäà æèäêîñòè, ñâîéñòâ ïîäëîæêè, òåìïåðàòóðû. Òàê, ìåòîäîì äèõðîèçìà ñîáñòâåííûõ ýëåêòðîííûõ ïîëîñ óñòàíîâëåíî [4], ÷òî äëÿ ÝÆÊ ìîíîçàìåùåííûõ áåíçîëà è àëèôàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ íà ïðîçðà÷íûõ äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîäëîæêàõ (SiO2, Al 2O 3) õàðàêòåðåí, â îñíîâíîì, ãîìåîòðîïíûé òèï óïîðÿäî÷åííîñòè ñ ïàðàìåòðîì ïîðÿäêà S~0.3 è ðàâíîâåñíîé òîëùèíîé ds~100 íì. Öåëüþ ðàáîòû áûëî èññëåäîâàíèå îðèåíòàöèîííîé óïîðÿäî÷åííîñòè ÝÆÊ ñëîåâ íèòðîáåíçîëà, îáðàçîâàííûõ íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè.  ñâÿçè ñ íåïðîçðà÷íîñòüþ ìåòàëëè÷åñêèõ ïîäëîæåê, ïðèìåíÿâøèéñÿ â [4] ìåòîä èññëåäîâàíèÿ äèõðîèçìà ñîáñòâåííûõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ â êëèíîâèäíîé êþâåòå â ãåîìåòðèè íà ïðîñâåò íåâîçìîæåí. Èçó÷åíèå ñîáñòâåííûõ ýëåêòðîííî-êîëåáàòåëüíûõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ âñëåäñòâèå èõ âûñîêîé 104 ýêñòèíêöèè ñ ïîìîùüþ ñâåòîâîäà ïåðåìåííîé òîëùèíû íåâîçìîæíî. Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóðû ïðèñòåííûõ ñëîåâ æèäêîñòè, îáðàçîâàííûõ íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîäëîæêå, èñïîëüçîâàëñÿ ìåòîä ãîñòü-õîçÿèí [4], îñíîâàííûé íà èçó÷åíèè äèõðîèçìà ïðèìåñíûõ ìîëåêóë â îðèåíòàöèîííî óïîðÿäî÷åííîé ìàòðèöå îñíîâíîãî âåùåñòâà. ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀ Ïðèñòåííûå ñëîè íèòðîáåíçîëà îáðàçîâûâàëèñü íà ïîâåðõíîñòè êâàðöà ñ íàïûëåííûì ñëîåì ïëàòèíû. Ñæàòèåì ïîäëîæåê (ðèñ.1) ôîðìèðîâàëñÿ êëèíîâèäíûé çàçîð (5÷30 ìêì), êîòîðûé çàïîëíÿëñÿ èññëåäóåìîé æèäêîñòüþ è ñêàíèðîâàëàñü (ñ øàãîì 0.2 ìì) óçêèì (øèðèíîé ~ 1 ìì) ìîíîõðîìàòè÷åñêèì ñâåòîâûì çîíäîì. Ðàáî÷èå ïîâåðõíîñòè ïîäëîæåê ïðåäâàðèòåëüíî î÷èùàëèñü îðãàíè÷åñêèìè ðàñòâîðèòåëÿìè  êà÷åñòâå èçîìîðôíîãî ãîñòÿ èñïîëüçîâàëñÿ ðàñòâîðèìûé â àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäàõ ÷åðíûé ñóäàí ñ ìàêñèìóìîì ïîãëîùåíèÿ íà ÷àñòîòå ν 0 ~16500 ñì -1, ñîîòâåòñòâóþùåé äèïîëüíîìó ìîìåíòó ýëåêòðîííîãî ïåðåõîäà, íàïðàâëåííîãî âäîëü äëèííîé îñè ìîëåêóëû. Ðèñ.1. Áëîê-ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè; 1 - èñòî÷íèê ñâåòà, 2 êëèíîâèäíàÿ ÿ÷åéêà, 3 - ïîëÿðèçàòîð, 4 ÔÝÓ, 5 - êîìïüþòåð, 6 - ñêàíèàòîð. Ïîñëå èçìåðåíèÿ çàâèñèìîñòè ïðîïóñêàíèÿ (T0) íèòðîáåíçîëà îò òîëùèíû êëèíîâèäíîãî çàçîðà ïðîâîäèëèñü àíàëîãè÷íûå èçìåðåíèÿ äëÿ ðàñòâîðà ãîñòÿ â íèòðîáåíçîëå (T). Êîíöåíòðàöèÿ ñóäàíà ñîñòàâëÿëà 10-4 ìîëü/ë. Èçìåðÿåìàÿ îïòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü D îêàçàëàñü ÷óâñòâèòåëüíà ê ñîñòîÿíèþ ïîëÿðèçàöèè ïàäàþùåãî ñâåòà. Ïîýòîìó ïîãëîùåíèå èçìåðÿëîñü íà ÷àñòîòå ν0 â äâóõ ïîëÿðèçàöèÿõ ïàäàþùåãî ñâåòà (E||n p-ïîëÿðèçàöèÿ è E⊥n hïîëÿðèçàöèÿ, ãäå n -íîðìàëü ê ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè). Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü ñ ïîìîùüþ ñïåêòðàëüíî-âû÷èñëèòåëüíîãî êîìïëåêñà, ñîáðàííîãî íà áàçå ñïåêòðîôîòîìåòðà SÐECORD M-40 è IBM ÐC, ïîçâîëÿþùåãî ïðîâîäèòü çàïèñü ñïåêòðîâ ïîãëîùåíèÿ òîíêèõ ñëîåâ æèäêîñòè. 105 ÐÅÇÓËÜÒÀÒÛ È ÎÁÐÀÁÎÒÊÀ ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÀ Íà ðèñ.2 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè D = ln (Ò0 /Ò), ãäå Ò0 - êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ õîçÿèíà, à Ò - êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ ãîñòÿ, îò òîëùèíû d êëèíîâèäíîé ïðîñëîéêè â p- è h-ïîëÿðèçàöèÿõ. Àñèìïòîòè÷åñêè êðèâûå ñòðåìÿòñÿ (â ïðåäåëàõ îøèáîê ýêñïåðèìåíòà) ê çíà÷åíèþ ïðîïóñêàíèÿ îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè ðàñòâîðà ñóäàíà â îáúåìå. Ðàçëè÷èå â ïîâåäåíèè êðèâûõ ñâÿçàíî ñ îðèåíòàöèîííîé óïîðÿäî÷åííîñòüþ ìîëåêóë ãîñòÿ è ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî, êàê ìîëåêóëû ñóäàíà, òàê è íèòðîáåíçîëà ãîìåîòðîïíî îðèåíòèðîâàíû. Ñðåäíèé (ïî ïðîñëîéêå ïðåïàðàòà) ïàðàìåòð ïîðÿäêà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå: <S>=(R-1)/(R+2), ãäå R = Dp/Dh - äèõðîè÷íîå îòíîøåíèå, Dp è Dh - çíà÷åíèå îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè â p- è h-ïîëÿðèçàöèÿõ ïàäàþùåãî ñâåòà ñîîòâåòñòâåííî. Èç çàâèñèìîñòè ïàðàìåòðà ïîðÿäêà <S> îò òîëùèíû d (ðèñ.3) ñëåäóåò, ÷òî ïðîñëîéêà ïðåïàðàòà íåîäíîðîäíà, çíà÷åíèå S~0.3 (òèïè÷íîå äëÿ ÝÆÊ íèòðîáåíçîëà) ñîîòâåòñòâóåò òîëùèíå d≈3 ìêì, ÷òî îïðåäåëÿåò òîëùèíó ds ïðèñòåííîãî ÝÆÊ ñëîÿ. Ðèñ.2. Çàâèñèìîñòü îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè ãîñòÿ D îò òîëùèíû êëèíîâèäíîé ïðîñëîéêè d â ð- (1) è h(2) ïîëÿðèçàöèÿõ ïàäàþùåãî ñâåòà.  ðàíåå [4] ïðîâåäåííûõ èçìåðåíèÿõ ÝÆÊ ñëîÿ íèòðîáåíçîëà ìåòîäîì äâîéíîãî ëó÷åïðåëîìëåíèÿ (ÄËÏ) â ñâåòîâîäå ïåðåìåííîé òîëùèíû ñ ìåòàëëè÷åñêèìè ñòåíêàì óñòàíîâëåíî, ÷òî òîëùèíà ÝÆÊ ñëîÿ ds ~12 ìêì. Ðàçëè÷èå â îöåíêå òîëùèíû ÝÆÊ ñëîÿ, èçìåðÿåìîãî ìåòîäîì ãîñòüõîçÿèí è ÄËÏ, ìîæåò áûòü ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî â [1] â êà÷åñòâå ïîäëîæåê èñïîëüçîâàëèñü ñòàëüíûå ïëèòêè Éîãàíñîíà, ïîêðûòûå îêèñíûì ñëîåì. Êðîìå òîãî, ñóùåñòâåííûì íåäîñòàòêîì ìåòîäà ÄËÏ ÿâëÿåòñÿ íèçêàÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèé. 106 Ðèñ.3 Çàâèñèìîñòü ñðåäíåãî ïàðàìåòðà ïîðÿäêà <S> îò òîëùèíû êëèíîâèäíîé ïðîñëîéêè d. ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ Äëÿ èçìåðåíèé ïàðàìåòðîâ ïðèñòåííîãî ñëîÿ ðàçðàáîòàí óñîâåðøåíñòâîâàííûé ìåòîä êþâåòû ïåðåìåííîãî ñå÷åíèÿ, ñî÷åòàâøèé ïðåèìóùåñòâà è êëèíîâèäíîãî ñëîÿ è ñâåòîâîäà ïåðåìåííîé òîëùèíû. Ïîêàçàíî, ÷òî íèòðîáåíçîë íà ìåòàëëè÷åñêîé ïîâåðõíîñòè îáðàçóåò îðèåíòàöèîííî óïîðÿäî÷åííûå ïðèñòåííûå ñëîè ãîìåîòðîïíîé ñòðóêòóðû, ðàâíîâåñíàÿ òîëùèíà êîòîðûõ ïîðÿäêà 3 ìêì. ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ 1. B.A.Altoiz, Yu.M.Ðoðovskij, A.Yu.Ðoðovskij. The structure of orientationally ordered boundary layers of liquids.//Mol.Mat.,1995, Vol.5, ðð.113-122. 2. Á.À.Àëòîèç, Ä.È.Ïîëèùóê. Îïðåäåëåíèå òåïëîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñóñïåíçèé.// Ôèçèêà àýðîäèñïåðñíûõ ñèñòåì. Âûï.3, 1973, Ñ.91-94. 3. Þ.Ì. Ïîïîâñêèé. Âëèÿíèå ãðàíè÷íîé ôàçû íà óñòîé÷èâîñòü è îáúåì îñàäêà ñóñïåíçèè àýðîñèëà â íèòðîáåíçîëå.//Ïîâåðõíîñòíûå ñèëû â òîíêèõ ïëåíêàõ è óñòîé÷èâîñòü êîëëîèäîâ. Ì.: Íàóêà, 1974. Ñ.242-245. 4. B.V.Derjaguin, B.A.Altoiz, I.I.Nikitenko. Epitpopic liquid crystal layers of nonmesogens on quarts substrate.//J .of Colloid and Interface Science, 1991, Vol.145, ¹2, pp.441-446. 107