Ориентационные и магнитооптические явления в ферронематиках

• Автор: Петров, Данил Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ И МАГНИТНЫЕ СУСПЕНЗИИ НА ИХ ОСНОВЕ

1.1. Классификация жидких кристаллов

1.2. Магнитные суспензии на основе жидких кристаллов

1.3. Компенсированные суспензии

1.4. Выводы по обзору литературы

ГЛАВА 2. ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ФЕРРОНЕМАТИКЕ С ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ДИАМАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

2.1. Свободная энергия ферронематика и уравнения ориентационного

равновесия
2.2. Ориентационные переходы в магнитном поле
2.3. Разложение Ландау
2.4. Результаты расчетов
2.4.1. Ориентационные и концентрационные распределения в слое ферронематика
2.4.2. Магнитооптический отклик
2.4.3. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными
2.5. Заключение
ГЛАВА 3. ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ФЕРРОНЕМАТИКЕ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ДИАМАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ
3.1. Система уравнений ориентационного и магнитного равновесия
3.2. Однородные решения
3.3. Неоднородные решения

3.4. Состояние магнитного насыщения
3.5. Разложение Ландау
3.6. Численные расчеты
3.6.1. Ориентационная и магнитная структура ферронематика
3.6.2. Оптические свойства ферронематика
3.6.3. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными
3.7. Заключение
ГЛАВА 4. ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В КОМПЕНСИРОВАННЫХ ФЕРРОНЕМАТИКАХ
4.1. Свободная энергия компенсированного ферронематика
4.2. Ориентационные переходы в компенсированных ферронематиках с жестким сцеплением частиц с матрицей
4.2.1. Геометрия кручения
4.2.2. Геометрия поперечного и продольного изгиба
4.2.3. Оценки безразмерных параметров
4.2.4. Переход Фредерикса
4.2.5. Разложение Ландау
4.2.6. Результаты расчетов. Геометрия кручения
4.2.7. Результаты расчетов. Геометрия поперечного и продольного изгиба
4.2.8. Оптические свойства ферронематика. Геометрия поперечного и продольного изгиба
4.3. Ориентационные переходы в компенсированных ферронематиках с мягким сцеплением частиц с матрицей
4.3.1. Уравнения равновесия
4.3.2. Однородные решения

4.3.3. Неоднородные решения
4.3.4. Моды ориентационного отклика
4.3.5. Разложение Ландау
4.3.6. Ориентационная и магнитная структура ферронематика
4.3.7. Ориентационные переходы первого рода
4.3.8. Магнитооптические свойства ферронематика
4.4, Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ляется причиной трикритического поведения во внешних магнитных ПОЛЯХ. Пороговые эффекты в достаточно сильных магнитных полях в работе [15] не изучались и инверсионный переход не обсуждался. В работах [15, 16] экспериментально обнаружено существенное усиление магнитооптического отклика ФН по сравнению с чистым ЖК даже при низких концентрациях дисперсной фазы. В работе [73] в той же геометрии теоретически изучен слой ФН с мягким сцеплением директора на границах и с магнитными частицами без учета взаимодействия ЖК-матрицы с магнитным полем. В ней исследованы ориентационные искажения директора и концентрационные распределения феррочастиц в зависимости от приложенного магнитного поля, толщины слоя и энергии сцепления директора с границами. Показано существование однородного состояния с намагниченностью, направленной вдоль поля и поперек директора, однако пороговые явления не рассматривались. Подробный анализ этих состояний и переходов между ними будет дан в главе 2.
В работе [63] экспериментально изучена зависимость электрической емкости планарной ячейки ФН на основе нематика 6СНВТ с положительной диамагнитной анизотропией от приложенного магнитного поля для разных концентраций дисперсной фазы. Обнаружено уменьшение порога переориентации директора по сравнению с чистым ЖК.
Ориентационные переходы в ФН на основе ЖК с отрицательной анизотропией диамагнитной восприимчивости (%а < 0) теоретически и экспериментально исследованы в работах [62, 92-94]. В работе [62] экспериментально исследован ФН, синтезированный на основе нематика 2Ы-1695. Рассмотрен случай планарного сцепления директора с границами слоя и параллельной директору ориентацией магнитных моментов частиц. В работе изучены ориентационные переходы в ФН под действием магнитного поля при различных концентрациях магнитной дисперсной фазы. Получены зависимости электрической емкости ячейки ФН от приложенного магнитного поля. В работах [92, 93] в рамках континуальной теории изучены ориентационные пе-