基于苯基嘧啶的液晶中的巨大介电常数与超顺电性
软凝聚态物质
2025-05-12 v1
摘要
设计、合成并研究了一系列具有大偶极矩（μ > 10.4–14.8 D）的极性棒状液晶分子，其分子结构基于铁电向列原型 DIO。当将次末端的氟苯基环替换为苯基嘧啶基团时，分子偶极矩从 DIO 的 9.4 D 增加到新分子的 10.4 D；当末端氟基团进一步被腈基取代时，偶极矩升至 14.8 D。这种替换不仅增强了分子的净偶极矩，还降低了分子内部各基团旋转的立体阻碍。这些化合物的超顺电性向列（N）和 SmA 相通过介电光谱和简单电容分压电路测量均表现出巨大的介电常数。电场强度与极化强度（E）的关系被测量。然而，在向列相和 SmA 相中未发现 P-E 滞回曲线。巨大的介电常数在整个流体范围内持续存在。实验结果使我们得出结论：这些材料属于超顺电体（SPE）而非铁电体，因为不存在滞回且 P-E 呈线性关系。合成的有机材料是首次发现超顺电性的流体，并且在超级电容器储能应用中展现出巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2411.04606,
title = {Colossal Dielectric Permittivity and Superparaelectricity in phenyl pyrimidine based liquid crystals},
author = {Yuri P. Panarin and Wanhe Jiang and Neelam Yadav and Mudit Sahai and Yumin Tang and Xiangbing Zeng and O. E. Panarina and Georg H. Mehl and Jagdish K. Vij},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.04606},
year = {2025}
}
备注
24 pages, 7 figures, 1 table. Submited to JMC C