Молекулярно-статистическая теория смектических состояний

• Автор: Емельяненко, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 329 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Сегнетоэлектричество в жидких кристаллах

1.1 Основные положения

1.2 История открытия сегнетоэлектрической,

антисегнетоэлектрической и промежуточных фаз в наклонных смектиках

2 Статистическая теория наклонных смектических состояний

2.1 Свободная энергия наклонных смектических состояний

2.1.1 Базовые положения статистической теории

2.1.2 Молекулярная модель

2.1.3 Линейные электростатические взаимодействия

2.1.4 Дисперсионные взаимодействия
2.1.5 Поляризационно зависящая свободная энергия
2.1.6 Поляризационно независящая свободная энергия
2.1.7 Заметки о неполярном двуосном упорядочении
2.2 Теория возмущения для наклонных смектических фаз с
геликоидальным вращением
2.2.1 Формулировка задачи в случае отсутствия
неполярного двуосного упорядочения
2.2.2 Два типа решений

2.3 “Тонкая настройка” свободной энергии вблизи фазового перехода между смектиками С и А: альфа-фаза и фаза
де Ври
2.4 Фазовые диаграммы
2.5 Нахождение фазовых последовательностей для
реальных ЖК веществ
2.6 Основные выводы статистической теории
3 Влияние электрического поля на последовательность
наклонных смектических состояний
3.1 Вводные замечания
3.2 Модификация свободной энергии наклонного смектического состояния в присутствии электрического поля
3.3 Воздействие однородного электрического поля, параллельного смектическим слоям
3.3.1 Теория возмущения для описания геликоидального вращения в присутствии электрического поля
3.3.2 Фазы со слабым геликоидальным вращением: процесс раскрутки спирали
3.3.3 Спиральное состояние фаз со слабым геликоидальным вращением: знак
двулучепреломления
3.3.4 Состояние с раскрученной спиралью фаз, изначально обладавших слабым геликоидальным вращением: ориентация плоскости наклона
3.3.5 Одноосная фаза с сильным геликоидальным вращением

3.4 Основные выводы о влиянии электрического поля на
последовательность наклонных смектических состояний
4 Происхождение спонтанной поляризации и наклона в смектических жидких кристаллах, образованных молекулами с изогнутым ядром
4.1 Вводные замечания
4.2 Молекулярная модель
4.3 Структура идеального смектика, образованного
молекулами с изогнутым ядром
4.3.1 Общие замечания и выражения
4.3.2 Минимальное расстояние между молекулами с изогнутым ядром
4.3.3 Дисперсионное взаимодействие
4.3.4 Диполь-дипольное взаимодействие
4.3.5 Фазовая диаграмма
4.4 Основные выводы главы
5 Теория упругости и вязкости для наклонных смектических состояний
5.1 Вводные замечания
5.2 Метод аппроксимации внутренней энергии
5.2.1 Аппроксимация внутренней энергии отдельного смектического слоя
5.2.2 Аппроксимация взаимодействия соседних смектических слоёв
5.3 Расчёт коэффициентов упругости
5.3.1 Деформация поперечного изгиба Кц и
коэффициент vq

МНРВС, молекулярная структура которого очень похожа на структуру МНРОВС и отличается только отсутствием одного атома кислорода [Рис. 1.10]. Последующие исследования показали, что элементарная ячейка этой фазы состоит из четырёх смектических слоев [Рис. 1.8, вторая структура в нижнем ряду], в которых противоположные направления наклона молекул присутствуют в равной степени. Эта промежуточная фаза была обозначена просто АР (от английского слова “апШеггоексИю”, обозначающего “антисегнетоэлектрик”) из-за экспериментального сходства с фундаментальной антисегнетоэлектрической фазой Эт-Сд. Исследования коноскопических рисунков [16] показали, что шаг спирали в обеих двуосных промежуточных фазах гораздо больше, чем в фундаментальных фазах Зт-П* и Бт-С*. В работах [17, 18] были проведены дальнейшие систематические исследования, которые показали, что все перечисленные промежуточные фазы Эт-С*, АР и Эт-С* могут наблюдаться и в других чистых веществах и смесях. Кроме того были обнаружены другие двуосные промежуточные фазы, одна - чуть ниже Згп-С*, а другая - чуть выше (их обозначили, соответственно Р1Ь и Р1Н). В результате в 1992 году возникла потребность классифицировать двуосные промежуточные фазы, и это было сделано при помощи параметра дт, обозначающего долю синклинных упорядочений в элементарной ячейке фазы. Эта доля меняется от нуля в фазе Эт-Сд до единицы в фазе Эт-С*. Поскольку все двуосные промежуточные фазы базируются на существовании антисегнетоэлектрической фазы Эт-Сд, было предложено обозначать