Структурные превращения в каплях нематохолестериков индуцированные электрическими полями

• Автор: Тимиров, Юлай Ильдарович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава X. Ориентационно-структурные превращения в каплях нема-
тохолестерика индуцированные граничными условиями и электрическим полем: обзор
1.1. Общие сведения о жидких кристаллах
1.2. Эффект Фредерикса
1.3. Электроконвективная неустойчивость
1.4. Ориентационные эффекты в холестериках
1.5. Жидкокристаллические капли в электрических полях: конфигурация, влияние граничных условий
Глава 2. Объекты и методика экспериментальных исследований
2.1. Выбор объектов исследования и методика приготовления образцов
2.2. Методы определения шага спирали
2.3. Методика поляризационно-оптических исследований
Глава 3. Ориентационные переходы в тонких слоях нематохолесте-
рика, индуцированные поверхностью и электрическим полем
3.1. Экспериментальное исследование ориентационных переходов
в нематохолестериках с исходной гомеотропной ориентацией молекул, индуцированных поверхностью и электрическим полем
3.2. Теоретический анализ влияния энергии сцепления на ориентационный переход гомеотропная ориентация
Глава 4. Электрооптические эффекты в нематохолестерических кап-

лях в переменном электрическом поле
4.1. Солитоноподобные дефекты на сферических каплях нематических жидких кристаллов и их динамические свойства в квази-статических электрических полях
4.2. Структура капель в нематохолестериках с большим шагом спирали
4.3. Ориентационные превращения в каплях нематохолестерика, индуцированные хиральным допантом
4.4. Ориентационные превращения капель нематохолестерика, индуцированные электрическим полем
Глава 5. Нестационарные ориентационные процессы в каплях выше
динамического порога устойчивости
5.1. Анализ нестационарных структур капель в зависимости от их размера и шага спирали в электрических полях
5.2. Полиструктуры в нематохолестерических каплях с диаметром значительно больше, чем толщина ЖК-слоя
5.3. Изучение ориентационных превращений в каплях, когда равновесный шаг спирали Р < R радиуса капли
5.4. Электрооптика нематохолестерических капель в постоянном электрическом поле
Заключение
Литература

Введение
Экспериментальные исследования ориентационных эффектов и электрооптики жидких кристаллов (ЖК), с одной стороны имеют вполне конкретное практическое применение, в частности, системах отображения и обработки информации (ЖК-индикаторы, ЖК-дисплеи и т.д.), а с другой стороны, являются важными и с фундаментальной точки зрения. В частности, это касается вопросов симметрии образующегося надмолекулярного порядка в исследуемых диссипативных структурах и процессах генерации дефектов при наличии несимметричных граничных условий, что является в последние годы предметом активных исследований. Это связано, с одной стороны, с конечностью всех реальных систем, т.к. на мезоуровне поверхностная и объемная части энергии становятся сравнимыми. С другой стороны, неоднородное по пространству распределение молекулярной ориентации в ЖК и неравенство поверхностной энергии на границах плоского слоя, задающее дополнительную анизотропию надмолекулярного характера в объеме ЖК, могут приводить к реализации существенно иного типа неустойчивостей при внешнем воздействии, в частности, электрическое поле, по сравнению с обычным однородным случаем, а также определить разнообразие динамических структур и их симметрию.
Наряду с этим, физика образования, динамика и структура дефектов упорядоченности структурных элементов и их симметрия традиционно являются одной из наиболее актуальных областей физики конденсированного состояния. В первую очередь это определяется влиянием и ролью дефектов в различного рода переходных процессах (фазовые, структурные превращения и т.д.). С этой точки зрения ЖК представляют собой уникальные модельные системы, в которых, например, реализуются аналоги типа текстур 3Не - А в сфере [1]. Сфера или капля - трехмерный контейнер, в котором в зависимости от граничных условий реализуется в равновесном состоянии та, или

констант упругости, граничными условиями, а также внешними полями. Причем в этой ситуации сочетание топологических факторов с ориентирующим влиянием поверхностей и полей приводит к большому количеству разнообразных явлений, что подчеркивает существенную роль граничных условий, особенно в случае, когда длина корреляции (влияние границы) сравнима с размером самих капель.
Ориентационные структуры ЖК капель впервые изучал немецкий физик
О. Леман [4]. Он указал на существование двух типов капель с различным характером упорядочения молекул в них: биполярной (рис. 1.7(а)) и радиальной (рис. 1.7(д)) . Конфигурация поля директора в сферических каплях НЖК теоретическое была расчитана в работе [100] путем анализа упругой энергии в одноконстантном приближении. Было обнаружено, что для тангенциальной (планарной) ориентации молекул нематиков на поверхности капли чаще всего наблюдаются: биполярная (рис. 1.7(а)) [4, 100] структура; твист-бипо-лярная (рис. 1.7(6)) [2, 101], которая, как показано в работе [101], образуется при соотношении К[ > К22 + 0.431 К33, но данное условие не всегда выполняется [18]; супер-твист-биполярная (рис. 1.7(в)) [102]; образование тороидальной структуры может быть разрешено при выполнении соотношения Кзз/Кц < 0.95 (рис. 1.7(г)) [101, 103]. Для обычных НЖК отношение упругих модулей Кзз/Кц лежит в интервале между К/Кц « 0.7 и К/Кц « 2 [103]
Для нормальных (гомеотропных, перпендикулярных) граничных условий наблюдаются: радиальная конфигурация (рис. 1.7(д)) [4], которая стабильна при больших значениях 7Д3/К ], а аксиальная при малых значениях данного соотношения (рис. 1.7(з)) [104-106], твист-радиалъная (рис. 1.7(е)) [104, 107, 108] и вытекшая радиальная (рис. 1.7(ж)) [8, 105]. Большое разнообразие структур капель нематиков (в том числе вытекшая радиальная, рис. 1.7(ж) и аксиальная конфигурация, рис. 1.7(з) ) реализуются под действием электрического или магнитного поля.