Эффекты ориентационной бистабильности и трикритические явления в жидких кристаллах

• Автор: Семенова, Оксана Рифовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список основных сокращений
Список обозначений
Введение
ГЛАВА 1. Ориентационные переходы в жидких кристаллах и магнитных суспензиях на их основе
1.1. Общие свойства жидких кристаллов
1.1.1. Классификация жидких кристаллов
1.1.2. Континуальное описание жидких кристаллов
1.1.3. Мягкое поверхностное сцепление
1.2. Магнитные суспензии на основе жидких кристаллов
1.2.1. Коллективное поведение
1.2.2. Континуальное описание ферронематиков
1.3. Ориентационные переходы в жидких кристаллах
и ферронематиках
1.3.1. Влияние поверхности на характер ориентационных переходов
в нематиках
1.3.2. Индуцированные внешним магнитным полем ориентационные переходы в ферронематиках
1.3.3. Ориентационные переходы в ячейках с бистабильным сцеплением
1.3.4. Переход холестерик-нематик во внешнем поле
1.4. Выводы по обзору литературы
ГЛАВА 2. Влияние анизотропии поверхностного сцепления на фазовые
переходы в ферронематических жидких кристаллах

2.1. Система уравнений ориентационного равновесия
2.2. Влияние поверхностного сцепления на ориентационные
переходы в ферронематике
2.2.1. Переход из однородного состояния в неоднородное
2.2.2. Переход из неоднородного состояния в состояние насыщения
2.2.3. Ориентационная структура ферронематика в магнитном поле
2.3. Влияние эффекта сегрегации на ориентационную
структуру ферронематика в магнитном поле
2.3.1. Разложение Ландау
2.3.2. Трикритический параметр сегрегации
2.3.3. Переход Фредерикса первого рода
2.4. Коэффициент пропускания света ферронематиком
2.4.1. Метод Джонса
2.4.2. Численные расчеты
2.5. Основные результаты главы 2
ГЛАВА 3. Ориентационные переходы в ферронематике с бистабильным сцеплением на границах слоя
3.1. Свободная энергия ферронематика
3.2. Уравнения равновесия
3.3. Ферронематик в отсутствие внешнего магнитного поля
3.4. Ферронематик в магнитном поле в отсутствие сегрегации
3.4.1. Положительная диамагнитная анизотропия
3.4.2. Отрицательная диамагнитная анизотропия
3.4.3. Намагниченность ферронематика
3.5. Влияние сегрегационных эффектов на ориентационную структуру ферронематика
3.6. Основные результаты главы 3
ГЛАВА 4. Влияние поверхностного сцепления на фазовый
переход холестерик - нематик
4.1. Уравнения равновесия
4.2. Критические поля
4.2.1. Переход из гомеотропной нематической фазы в конфокальную холестерическую фазу
4.2.2. Переход из конфокальной холестерической фазы в планарную холестерическую фазу
4.2.3. Результаты расчета критических полей
4.3. Ориентация директора в середине слоя
4.3.1. Переход из гомеотропной нематической фазы в конфокальную холестерическую фазу
4.3.2. Переход из конфокальной холестерической фазы в планарную холестерическую фазу
4.3.3. Положительная диамагнитная анизотропия
4.3.4. Отрицательная диамагнитная анизотропия
4.4. Основные результаты главы
Основные результаты и выводы
Список литературы

порядок. Заметим, что оптические свойства ячеек зависят также от качества подложек, и в экспериментальных исследованиях тестируются методики, обеспечивающие отсутствие поверхностных дефектов. Так в работе [75] предложен следующий способ создания равномерной ориентации директора на границе слоя. На обкладку наносился полимер, который охлаждался до гелеобразного состояния, затем на него наносился слой нематика и вся система помещалась в магнитное поле, направленное параллельно подложке. Молекулы полимера за счет ориентации нематика в поле также ориентируются в нужном направлении. Авторы сообщают, что планарная ориентация ЖК на такой подложке стабильна в течение нескольких месяцев. В работе [75] проведены измерения азимутальной энергии сцепления, которая для описанной структуры с нематиком 5СВ получилась равной 8 КГ3 эрг/см2.
Перейдем к рассмотрению работ, в которых исследуются структурные переходы, обусловленные наличием ограничивающей поверхности или ориентирующего внешнего поля, в нематических жидких кристаллах. Как уже упоминалось выше, при переориентации молекул из однородной ориентации, наблюдаемой во внешнем поле, происходит структурный переход -переход Фредерикса. При магнитном переходе Фредерикса искажения директора возникают в полях выше критического значения Нр, которое называют полем Фредерикса. В случае жесткого сцепления директора с границами слоя оно равно [2]
где Ь - толщина слоя, Ха ~ анизотропия диамагнитной восприимчивости нематика, Кц - константа Франка (используется соответствующая для реализуемого типа деформации). Отметим, что мягкое поверхностное сцепление с границами слоя приводит к уменьшению поля Фредерикса [1], а