Die Hauptaufgabe der vorliegenden Arbeit bestand darin, den Mechanismus des schwellspannungsfreien und hystereselosen elektrooptischen Schaltmodus, auch V-förmiger Schaltmodus genannt, der in der chiralen smektischen C* Phase (das sind ferroelektrische flüssigere Kristalle, FLC’s) auftritt, zu untersuchen. Wie in Kapitel 1 gezeigt wurde, war die Physik dieses Effektes trotz mehrerer vorher publizierter Arbeiten am Beginn dieser Dissertation unklar. Die vorliegende Arbeit basiert auf der Annahme, dass der bestimmende Einfluß auf das Vorliegen des V-förmigen Modus eine spezifische Form des elektrischen Feldes ist, das auf die FLC Schicht wirkt. Solch ein spezifisches elektrisches Feld ergibt sich als Konsequenz aus dem dynamischen Spannungsteiler, der aus den Isolierschichten und der FLC Schicht besteht. Um die Gültigkeit der zugrundeliegenden Ausgangsüberlegung zu überprüfen, wurden experimentelle Untersuchungen und Computersimulationen ausgeführt Es konnte gezeigt werden, dass das V-förmige Schalten im Prinzip bei allen FLC’s auftritt, wobeit der dynamische Spannungsteiler eine entscheidende Rolle spielt. Am Beginn der Experimente wird gezeigt, dass die FLC Zelle die Funktion eines realen und dynamischen Spannungsteilers erfüllt. Es wurde experimentell verifiziert, dass die Kapazität der FLC-Schicht der Standardzelle mit der Mischung Felix 015/000 (Clarian) nach der Anwendung des externen elektrischen Feldes 10 mal mehr abnahm als ohne angelegtes elektrisches Feld, während andere Parameter wie der elektrische Widerstand beider Polymerschichten konstant blieben. Um das Modell des elektrischen Spannungsteilers zu verifizieren, wurden die elektrischen Parameter gezielt über externe Elemente modelliert A) Ein Kondensator in Reihe erlaubte die Modifizierung der Kapazität der polymeren Orientierungsschichten; B) Ein Widerstand in Parallelschaltung erlaubte die Änderung der Leitfähigkeit der FLC’s. Dadurch bedingt erreichten wir eine dramatische Zunahme der Inversionsfrequenz. Zusätzlich war es möglich, über den externen Kondensator die an der FLC-Schicht anliegende Spannung zu vermessen. Beim Auftrag der elektrooptischen Antwort als Funktion einmal der an der FLC-Schicht angelegten Spannung, zum anderen der Gesamtspannung, fanden wir, daß die elektooptische Antwort nur für den Fall des Autrages als Funktion der Gesamtspannung schwellspannungsfrei und hysteresefrei ist. Im ersteren Fall, des Spannungsabfalles über die FLC-Schicht, lag ein typischer Hystereseeffekt vor. Daraus war der Schluß zu ziehen, daß das V-förmige Schalten kein realer Effekt ist. Die weiteren Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluss der Zellparameter wie Dicke der FLC-Schicht und Dicke der Orientierungsschichten auf die Performance der V-förmigen Kurve verstehen zu lernen. Zu diesem Zweck wurde eine keilförmige FLC-Zelle, die Isolierschichten aus Al2O3 enthält, mit der Mischung FLC 438 gefüllt. Es konnte gezeigt werden, daß die Abhängigkeit der Inversionsfrequenz von der FLC-Schichtdicke sich in zwei unterschiedlichen Bereichen verschieden verhält: a) Bei einer Schichtdicke zwischen 0.8 ?m bis 1.8 ?m nimmt die Inversionsfrequenz ab, wie dies durch die Pikin-Theorie vorausgesagt wurde, b) Der Anstieg von 0.6 ?m bis 0.8 ?m kann durch die lokale Veränderung der Zellparameter erklärt werden. Parallel dazu nahm die Sättigungsspannung stufenweise ab, auch dies im Einklang mit der Pikin-Theorie. Nach allen in der Literatur vorliegenden Arbeiten tritt unter diesen Bedingungen das V-förmige Schalten nicht auf. Diese Mischung wurde mit TCNQ bei zwei unterschiedlichen Konzentrationen (0.01% und 1 %) dodiert und in die Meßzellen gefüllt. Unsere Experimente zeigten, dass die Inversionsfrequenz für die stark dodierte Mischung mit 26 Hz ca. 10mal größer ist als bei der niedrig dodierten Probe. Dieses Resultat zeigt, dass die Leitfähigkeit den entscheidenden Einfluß auf das Auftreten des V-förmigen Schaltmodus im FLC spielt. | German |