NANOPARÇACIK KATKILI E7 NEMATİK SIVI KRİSTALİN İLETKENLİK, KAPASİTANS VE EMPEDANS ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Bu çalışmada, Vanadyum Pentaoksit (V2O5) nanoparçacık ile katkılanmış E7 nematik sıvı kristal farklı frekans ve gerilim değerlerinde iletkenlik, kapasitans ve empedans gibi elektriksel özellikleri incelenmektedir. Metal oksit nanoparçacık sıvı kristal etkileşimi üzerine birçok araştırma bulunmakla birlikte, V2O5 gibi katmanlı ve yarı iletken katkı malzemenin E7 nematik sıvı kristal üzerindeki etkisi yeterince aydınlatılmamıştır. Araştırma V2O5 nanoparçacık %0.1, %0.2 ve %0.5 oranlarında E7 nematik sıvı kristaline katkılandırılması ile iletkenlik, kapasitans ve empedans elektriksel parametrelerin frekans ve gerilime bağlı olarak nasıl değiştiğini ortaya koymayı amaçlamaktadır. E7 nematik sıvı kristale nanoparçacık katkı, düşük frekans ve gerilim aralıklarında etkisinin kısıtlı kaldığı, ancak orta-yüksek frekans veya gerilimde V2O5 nanoparçacıkların sıvı kristal içinde yeni taşıma kanalları oluşturarak elektriksel özellikleri önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermektedir. Özellikle %0.5 katkı oranının, yüksek frekans ve gerilim bölgelerinde en düşük empedans ve en yüksek iletkenlik değerlerine ulaşmaktadır. Düşük frekanslarda nanoparçacık-arayüz etkileşimlerinin kutuplanma davranışını güçlendirerek daha yüksek kapasitans değerine, ancak frekans arttıkça sıvı kristal moleküllerinin yeniden yönlenmesi ile katkı etkisinin kısmen azaldığı tespit edilmektedir. V2O5 nanoparçacık katkı ile E7 nematik sıvı kristalin elektriksel özelliklerini önemli ölçüde değiştiği tespit edilmektedir. Bu sonuçlar, sensör teknolojisi, optoelektronik cihaz tasarımlarına kadar geniş bir endüstriyel uygulama alanı için yenilikçi ve çok amaçlı malzeme üretilebileceğini göstermektedir.

This study investigates the electrical properties—conductivity, capacitance, and impedance—of E7 nematic liquid crystal doped with vanadium pentoxide (V₂O₅) nanoparticles under different frequencies and voltages. Although numerous studies have focused on the interaction between metal oxide nanoparticles and liquid crystals, the influence of a layered and semiconducting material such as V₂O₅ on E7 liquid crystal has not been fully elucidated. In this work, V₂O₅ nanoparticles were incorporated into E7 at concentrations of 0.1%, 0.2%, and 0.5% by weight. The experimental results reveal that the effect of nanoparticles is limited at low frequencies and voltages but becomes pronounced at medium and high ranges, where V₂O₅ creates additional charge transport channels, significantly improving the electrical performance. Particularly, the 0.5% doped sample exhibits the highest conductivity and the lowest impedance values. At low frequencies, interfacial interactions between nanoparticles and liquid crystal molecules enhance polarization, resulting in increased capacitance, while at higher frequencies, the reorientation of liquid crystal molecules slightly reduces this effect. Overall, the incorporation of V₂O₅ nanoparticles considerably modifies the electrical behavior of E7, suggesting its potential for use in advanced sensor technologies and optoelectronic device applications.