Structure of the hidden interfaces in liquid crystal electro-optical cell studied by X-ray scattering and atomic force microscopy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The structure of interfacial boundaries in a liquid crystal (LC) cell, composed of sequential layers of a thin-film electrode, an alignment polymer coating, and a ferroelectric LC, was investigated using X-ray scattering and atomic force microscopy. Quantitative parameters describing the structure of transition layers were obtained, along with statistical data on interface roughness and dielectric constant distribution across the film. These data are expected to provide a link between the roughness and anchoring properties of LC materials at interfaces and give an assessment of the structural modifications occurring at each stage of the electro-optical cell assembly.

About the authors

Y. O. Volkov

National Research Center "Kurchatov Institute"; Y. A. Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy Sciences

Email: volkov.y@crys.ras.ru
Moscow, Russia; Chernogolovka, Russia

B. S. Roshchin

National Research Center "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

A. D. Nuzhdin

National Research Center "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

A. A. Zhukovich-Gordeeva

P. N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy Sciences

Moscow, Russia

E. P. Pozhidaev

P. N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy Sciences

Moscow, Russia

R. V. Gainutdinov

National Research Center "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

V. E. Asadchikov

National Research Center "Kurchatov Institute"

Moscow, Russia

B. I. Ostrovskii

National Research Center "Kurchatov Institute"; Y. A. Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy Sciences

Moscow, Russia

References

  1. L. M. Blinov, Structure and Properties of Liquid Crystals, Springer, Heidelberg (2011).
  2. P. Oswald and P. Pieranski, Nematic and Cholesteric Liquid Crystals: Concepts and Physical Properties Illustrated by Experiments, Taylor and Francis, Boca Raton (2005).
  3. R. B. Meyer, L. Liebert, L. Strzelecki, and P. Keller, J. Physique Lett. 36, 69 (1975).
  4. E. Pozhidaev, V. Chigrinov, A. Murauski, V. Molkin, D. Tao, and H.-S. Kwok, Journal of the Society for Information Display 20, 273 (2012).
  5. Q. Guo, K. Yan, V. Chigrinov, H. Zhao, and M. Tribelsky, Crystals 9, 470 (2019).
  6. A. V. Kuznetsov, A. A. Zhukovich-Gordeeva, N. A. Smirnov and E. P. Pozhidaev, Bull. Lebedev Phys. Inst. 50, 159 (2023).
  7. A. Kazmacheev, E. P. Pozhidaev, V. Rudyak, A. V. Emelyanenko, and A. Khokhlov, Phys. Rev. E 97, 042703 (2018).
  8. U. Pietsch, V. Holy, and T. Baumbach, High Resolution X-Ray Scattering: From Thin Films to Lateral Nanostructures, Springer, N.Y. (2004).
  9. M. Tolan, X-Ray Scattering from Soft-Matter Thin Films, Springer Tracts in Modern Physics, Springer-Verlag, Berlin (1999), v.148.
  10. V. E. Asadchikov, A. G. Babak, A. V. Buzmakov et al. (Collaboration), Instrum. Exper. Techniques 48(3), 364 (2005).
  11. W. Weber and B. Lengeler, Phys. Rev. B 46(12), 7953 (1992).
  12. Yu. O. Volkov, B. S. Roshchin, A. D. Nuzhdin, B. I. Ostrovskii, and V. E. Asadchikov, in Proc. conf. "Prikadnaya Optika", S.-Petersburg, Skifia-Press, 2024, to be published (in Russian).
  13. I. V. Kozhevnikov, Cryst. Rep. 57(4), 490 (2012).
  14. I. V. Kozhevnikov, L. Peverini, and E. Ziegler, Phys. Rev. B 85, 125439 (2012).
  15. G. Palasantzas, Phys. Rev. B 48(19), 14472 (1993).
  16. V. E. Asadchikov, A. Duparré, I. V. Kozhevnikov, Yu. S. Krivonosov, and S. I. Sagitov, Proc. SPIE 3738, 387 (1999).
  17. F. Hanus, A. Jadin, and L. D. Laude, Appl. Surf. Sci. 96–98, 807 (1996).
  18. H. Kim, J. S. Horwitz, G. Kushto, A. Piqué, Z. H. Kafafi, C. M. Gilmore, and D. B. Chrisey, J. Appl. Phys. 88, 6021 (2000).
  19. Q. Li, W. Mao, Y. Zhou, C. Wang, Y. Liu, and C. He, J. Appl. Phys. 118(2), 025304 (2015).
  20. J. A. Hillier, P. Patsalas, D. Karfardis, W. Cranton, A. V. Nabok, C. J. Mellor, D. C. Koutsogeorgis, and N. Kalfagiannis, Opt. Mater. Express 12, 4310 (2022).
  21. F. N. Chukhovskii and B. S. Roshchin, Acta Cryst. A 71, 612 (2015).
  22. Z. Wang, P. Servio, and A. D. Rey, Soft Matter 21, 4517 (2025); doi: 10.1039/D5SM00121H
  23. E. Pozhidaev and V. Chigrinov, Cryst. Rep. 51, 1030 (2006).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».