2-1 實驗藥品
（a）
（b）
圖 2.2 （a）雙氫鍵及共價鍵香蕉型液晶混摻及（b）單氫鍵及共價鍵 香蕉型液晶混摻命名示意圖。
2-2 實驗儀器
1. 真空烘箱
型號：DENG YNG DOV-60
2. 示差掃描熱量計（Differential Scanning Calorimeter，DSC）
型號：Perkin Elmer Pyris 7 型
3. 偏光顯微鏡（Polarized Optical Microscope）
型號：LEICA DMLP
4. X-ray 粉末射線繞射儀（Powder X-ray Diffractometer，Powder-XRD）
5. 任意波形產生器（Arbitrary Waveform Generator，AWG）
型號：Tektronix AFG 3021
6. HP4194A 阻抗/增益相位分析儀（Impedance/Gain-Phase Analyzer）
夾具型號：HP16334A
7. 數位示波器（Digital Oscilloscope）
型號：Tektronix TDS-3012B
8. 加熱控溫系統（Therm-Control System）
型號：Models FP 800，FP900（Mettler Instruments）
9. 高速電源放大器（High Speed Power Amplifier）
型號：固緯電子公司-自組裝
型號：BRANSON 521Q 11. 高精度天平
型號：METTLER TOLEDO AG245 12. 加熱台（Hot Plate）
型號：Corning PC-420D
2-3 實驗流程
2-3-1 混摻流程
1. 利用高精度天平（誤差 0.1 mg）取 90-10 mg 之氫鍵液晶（I-An 或
IIIn-An），與10 - 90 mg 之共價鍵液晶（Sk）混合成 10 wt%至 90 wt%，
以 10 wt%為間隔，共九種比例混摻物。依比例不同所取之氫鍵及共價 鍵液晶量不同，使總重量約在 100 mg 即可。
2. 將混摻完畢之混合物加入 DCM，置於超音波洗淨器上震動約 10 分 鐘，使樣品完全融於溶劑中，使溶劑成為澄清透明，如液晶未能完全 融入溶劑，酌量增加溶劑。
3. 將混合好之混摻物溶劑置於加熱台上，將溫度控制為 45 oC，靜置 1
～2 天等溶劑揮發完畢即可作為性質量測所需之樣品。
2-3-2 偏光顯微鏡（POM）鑑定流程
偏光顯微鏡以二片偏光片配合Mettler FP900 與 FP82HT 組合之加 熱裝置，觀察樣品在加熱或冷卻過程中光學紋理變化，可初步判斷樣 品是否具有液晶性質及其液晶相種類與溫度範圍。二片偏光片 （下 稱為 Polarizer，上稱為 Analyzer） 偏光角度差通常調為 90 度。
1. 將 2-3-1 步驟最後所得之樣品取 1-2 mg置於兩層蓋玻片之中，並將 此兩片蓋玻片置於加熱控溫系統之加熱台上，先加熱至等向性液體狀 態（isotropic state），然後靜置一分鐘後，以 10 oC/m的速率降溫至 120
oC，再以 3 oC/m的速率降溫至液晶相溫度（liquid crystalline state），以 POM觀察是否有相分離，若有，重複 2-3-1 步驟，若無相分離，進行 下一步驟。
2. 取固體樣品 4-5 mg置於錫箔紙上，並將錫箔紙輕輕平放於真空烘箱 中，並加熱至160 oC，取a. cell gap = 4.25 μm，電極面積 = 1 cm2，平 行配向與 b. cell gap = 9 μm，電極面積 = 0.25 cm2，無配向等兩種液晶 顯示元件（cell）（皆由美相公司製作）分別垂直置入烘箱並立於液晶 中，待液晶以毛細現象往上填滿整個cell即可取出。
3. 取導電銀膠與導線黏接於灌好液晶之平行配向cell兩旁黏接處，以吹 風機吹此cell約 40 分鐘待銀膠與導線固定後，將cell置於加熱控溫系統
之加熱台上，先加熱至等向性液體狀態，然後靜置一分鐘後，以10 oC/m 的速率降溫至120 oC，再以 3 oC/m的速率降溫至液晶相溫度，持溫，
以POM觀察，等液晶之紋理圖生成後，以 200x的倍率拍照，並鑑定生 成之紋理圖是否為一般所認知的SmCP 的破碎扇形（broken fan）紋理 圖。
2-3-3 示差掃描熱量計（DSC）鑑定
將欲鑑定之樣品取2-5 mg將其裝在金屬鋁盤中，以壓片機加蓋密 閉後便可進行量測，所有樣品之量測溫度統一為40 oC-140 oC，升降溫 速率5 oC/m，並利用DSC所得到的相變化溫度，配合POM，Powder-XRD 及光電量測可以準確判斷出液晶相。
2-3-4 X-ray 粉末射線繞射儀（Powder-XRD）鑑定
平行之入射光遇到原子或質點後反射光之干涉現象，當反射的 X-ray 皆同相時，可形成建設性干涉而得高強度之繞射線，X-ray 繞射 情形可用 Braggs’ Law（nλ = 2d sinӨ）來描述，本實驗於同步輻射中心 的 bean line 17A1 進行，所用之光源 λ = 1.334431Å。
之玻璃毛細管吸起後，將玻璃管中液晶樣品置於X-ray光源處，以加熱 槍加熱至等向性液體狀態後，降溫至液晶相出現溫度以上10 oC，再緩 慢降溫至液晶相溫度並持溫，並於持溫時照射X-ray約 180 秒，待完成 後讀取負片並作成 2-D繞射圖譜。
2-3-5 光電量測
1. 將步驟 2-3-2 中所得到的平行配向元件置於加熱控溫系統之加熱台 上，並先加熱至等向性液體狀態，靜置一分鐘後，以 10 oC/m的速率降 溫至 120 oC，再以 3 oC/m的速率降溫至液晶相溫度，持溫，以POM觀 察，等液晶之紋理圖生成並盡量填滿整個電極面後，通以三角波電壓 並由示波器觀察及紀錄（圖 2.3）。其中如果電阻值增大，所截取的訊 號和雜訊都會變大，反之則都會變小，在考慮可接受的雜訊與容易判 斷並積分的回應電壓下，電阻選用 3 kΩ為一量測上方便的選擇。
圖 2.3 利用三角波法量測自發性極化值之儀器裝置圖。
2. 利用三角波法21量測並計算出spontaneous polarization value（Ps值），
得到公式
單位為nC/cm2
係數 1/2 為考慮分極反轉電流。
2-3-6 介電量測
1. 將步驟 2-3-2 中所得到的無配向元件置於加熱控溫系統之加熱台 上，並加熱至 180 oC，靜置一分鐘後，利用HP4194A接上夾具後接液 晶cell兩端黏接導線處，施加ACV = 1Vpp，5k Hz之電壓，並以 1 oC/m 的速率降溫至 40 oC，降溫過程紀錄回應之電容（Cp）值及溫度。
2. 因為C = ε’．εo．A/d，εo = 8.854．10-12 F/m，為真空中的電容率
（permittivity），A = 電極面積，d = 元件厚度（cell gap），代入C = Cp，
可求得ε’，即介電常數（dielectric constant）或相對電容率（實部）（real part of the relative permittivity）。