Физики изобрели намного более быстрый способ выключить жидкие кристаллы, материалы, управляющие светом во многих мониторах и телевизорах. Новый метод, вероятно, не закончится в жидкокристаллических дисплеях (LCDs), поскольку переключение намного быстрее, чем необходимый в тех устройствах.
Но это помещает новый поворот на понятие ЖК-монитора.«Это – что-то новое и очень свежее», говорит Тигран Гальстиан, технический физик в университете Лаваля в Квебеке, Канада. «Люди должны думать об этом, чтобы видеть, существует ли некоторое практическое применение».Жидкие кристаллы напоминают обоих из своих тезок.
Как в жидкости, молекулах в жидкокристаллическом беспорядке о свободно и поток. Но как в кристалле, подобные пруту молекулы ориентируют себя в том же направлении. Выравнивание определяет оптическую ось и дает жидкокристаллические необычные свойства. Ключевой является способом, которым он влияет на поляризованный свет — свет, электромагнитные волны которого колыхает в единственном направлении.
Поскольку это проходит через жидкий кристалл, свет, поляризованный параллельный оптическим путешествиям оси на различной скорости, чем свет поляризовал перпендикуляр к нему. И из-за той разности оборотов или двупреломления, свету, поляризованному под углом к оптической оси материала, можно было вращать ее поляризацию.
Тот оборот заставляет ЖК-монитор работать. Показ состоит из слоя жидкого кристалла между двумя пластинами стекла, сидящими между еще двумя пластинами поляризации стекла. Поляризаторы установлены под углом на 90 °, так, чтобы свет, входящий в показ сзади и проходящий через первый поляризатор, был заблокирован вторым. В «от» государства, выровнен жидкий кристалл так, чтобы это ничего не сделало к свету и оставило экран темным (см. рис.).
Когда щелкнуто «на», однако, электрическое поле переориентирует молекулы так, чтобы коллективно они вращали поляризацию света, позволяя ему пройти через второй поляризатор и из экрана. Для формирования картины битами или «пикселями» экрана управляют индивидуально.Схема имеет основное ограничение, говорит Олег Лаврентович, физик в Кентском Государственном Университете в Огайо.
Электрическое поле выворачивает молекулы в «на» ориентации в наносекундах. Когда энергия уходит, молекулы возвращаются в их оригинальную ориентацию, установленную образцом, запечатленным в стекло ограничения — но они делают так в 1000 раз более медленно в миллисекундах. «Это – ахиллесова пята жидких кристаллов», говорит Лаврентович.Теперь, он и Кентские коллеги Володимир Борщ и Серджидж Шийановский продемонстрировали более быстрый способ переключить жидкий кристалл, как они сообщают сегодня в Physical Review Letters.
Они начинают с обычных пересеченных поляризаторов и жидкого кристалла под названием CCN-47. В эксперименте в от государства молекулы начинаются в ориентации, пропускающей свет.
Лаврентович и коллеги тогда применяют электрическое поле. Но они делают это в пути, не вращающем молекулы, но вместо этого изменяющем сумму двупреломления.Вот то, как это происходит. Молекулы в CCN-47 не являются цилиндрическими, но формируются как доски.
Обычно, доски весь пункт в том же направлении продольно, но соседний поворот молекул беспорядочно во всех направлениях, поскольку тепловая энергия сохраняет отдельные молекулы покачивающимися. Электрическое поле преодолевает скручивание и ставит доски друг на друга как пиломатериалы. В том более организованном государстве жидкий кристалл имеет немного отличающееся двупреломление, изменяющее угол, которым поляризация света вращается и сумма света, позволенного через клетку. Когда электрическое поле исчезает, тепловое покачивание отдельных молекул вернуло жидкий кристалл своему начальному условию всего за 30 наносекунд.
Изменение в двупреломлении не отключает свет полностью, таким образом, показ только затемнен, а не затемнен. Но контраст мог быть усилен путем наладки геометрии и материалов, говорит Лаврентович. Он говорит, что метод мог бы найти использование в регулировании лазерных лучей как те, которые могут нести сигналы между спутниками или в создании ультрабыстрых ставней.
Реальное значение в работе может быть новым подходом, полагающимся на коллективное поведение молекул для превращения поляризации света и их человека, покачивающегося для щелкания между на и от конфигураций, Гэлстиэн говорит: «Это – умная мысль».