Bastırılmış gelişigüzel rahatsız edilmiş sıvı kristal yüzey karakterizasyonu

Sıvı kristaller çok zengin faz geçişlerine sahip oldukları için temel fizik kuramlarının denendiği çok değerli malzemelerdir. Sıvı kristallerin faz geçişlerinin kullanıldığı bir alan ise manyetik özellikler göstermese bile manyetik faz geçişleri modellenmesidir bu da sıvı kristallerin kuramsal ve deneysel fiziğinin 40-50 yıldan beri gündemde kalabilmesini sağlamıştır. Manyetik faz geçişlerinde gelişigüzel kuvvetlerin modellenmesinin kuramsal çalışmaları özellikle antiferromanyetik malzemelerde, manyetik olmayan katkılanmaların örgü düzeni içinde gelişigüzel dağılması ve manyetik düzeni bu şekilde rahatsız etmesi ile oluşan seyreltme etkisi(delute effect) deneylerle tespit edilmesi ile başlayan seyretilmiş antiferromanyetik malzeme deneyleri sıvı kristallerin önemini bir derece daha artırıcı etkisi olmuştur. Bunun nedeni seyreltilmiş antiferromanyetik deneylerine model olabilecek deneylerin sıvı kristal yapısal boyutlarda yapılabilmesidir ayrica bu modelleme hem teorik hem de deneysel olarak kolaylik saglamaktadir. Yapısal düzenin tek boyutlu olması, kuramsal açıdan kolaylık gösterir. Bu kolaylık neredeyse hiçbir manyetik kristalde görülmez. Sıvı kristallerde yapı bir yönde uzun menzilli oluşurken diğer iki dik doğrultuda bu düzen sıvıya yakın derecede kısadır. Dolayısıyla yapısal bir düzen çalışması sıvı kristal örneklerde tek boyuta indirgenebildiğinden tabiatta çok nadir görülen bi basitleşmeye olanak sağlar. Manyetik olmayan bir iyon antiferromanyetik yapıdaki manyetik iyonun yerini alırsa ve bu olay doğal olarak diğer iyon konumları içinde gerçekleşmesi ile manyetik yapının uzun menzilli düzeni kırılır. Antiferromanyetik düzen kısa menzilli olarak kalır. Bu olay kısaca manyetik seyreltme olarak da adlandırılabilir. Burada manyetik olmayan iyon, manyetik olan iyonların konumlarına gelişigüzel yerleştiği için bu olaya gelişigüzel alan etkisi adı verilir. Özel koşullar altında Ising antiferromanyetik yapının tek kristal filmlerden bile elde edilmiş olsa, filmlerde kendiliğinden oluşan basınç etkisi yani strain baskısı antiferromanyetik yapı düzeni bozulur ve kısa menzil kalır. Burada şu açıktır ki kullanılan 4-n-octyl-4′-cyanobiphenyl (8CB) sıvı kristalli manyetik değildir ve silika parçacıklarıyla hazırlanan karışımda manyetik değildir. Fakat istatistiksel ve kuramsal fizik açısından bu yapı üzerinden elde edilen faz geçişleri, manyetik malzemelerde çalışılması zor olan manyetik faz geçişlerine model olarak kullanılacaktır. Gelişigüzel kuvvetin malzemenin düzeni üzerindeki etkileri basit bir konu olmamakla beraber bu kuvvetlerin etkisindeki faz geçişleri günümüzde de aktif olarak çalışılan bir konudur. Yapılan çalışmalar sonucunda aerosillerin yani silika parçacıklarının sıvı kristal fazlarında ve faz geçişlerindeki etkisi gelişigüzel etkilerden dolayı olduğu kanıtlanmıştır. Aerosilleri oluşturan silika parçacıklarının yüzeyleri hidroksil gruplarla çevrelenmiştir bu yüzden zayıf hidrojen bağlarla birbirleriyle etkileşirler. Aerosillerin sıvı kristal içerisinde oluşturdukları gelişigüzel çevrim yapıları ile sıvı kristallerin uzun menzilli yapılarını bozarlar. Aerosillerin sıvı kristallerin uzun mezilini kırıcı etkileri yüzünden aerosil ve sıvı kristal karışımı üzerinde gelişigüzel kuvvet problemi çalışılmıştır. Bu konuda yayımlanmış önceki çalışmalar bu karışımı hacimsel açıdan inceleyen çalışmalar olmuştur. Bunlar çoğunlukla X ışınları ve kalorimetrik deneyleridir. Bu çalışmalar sonucunda sıvı kristallerin simektik fazlarında kopmuş uzun menzilli düzen gözlemlenmiş ve ayrıca bu çalışmalarda manyetik malzemelerde daha önce gözlemlenmiş gelişigüzel düzensizlik etkilerini çalışmak için sıvı kristallerin model olarak alınabildiği gösterilmiştir. Bu çalışmada amacımız sıvı kristal ve aerosil jel örneklerinin yüzey karakterizasyonunu yapıp, pürüzlülüğüne bakılıp sonra da elde edilen niceliklerin aerosillerin sıvı kristal içerisinde oluşturdukları gelişigüzelliği yüzey morfolojisiden göstermektir.