Ориентация и структура сегнетоэлектрических смектиков C* во внешнем электрическом поле

• Автор: Черняк, Кирилл Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Феноменологическая теория смектических жидких кристаллов

1.1 Ориентационные искажения. Энергия Франка

1.2 Упругие свойства смектиков

1.3 Влияние внешнего электрического ноля

1.4 Эффект Фредерикса

2 Свободно подвешенные пленки смектика С’ во внешнем

электрическом поле

2.1 Свободная энергия сегнетоэлектричеекого смектического

жидкого кристалла во внешнем поле

2.2 Ориентационные эффекты в ссгиетоэлектрическом смектическом жидком кристалле во внешнем иоле
2.3 Линейный электромеханический эффект
3 Равновесная шевронная структура
3.1 Основные уравнения
3.2 Равновесные конфигурации шевронной структуры

4 Шевронный смектик С* во внешнем электрическом поле
4.1 Расчет ориентации директора
4.2 Пороговые эффекты
4.3 Динамика перехода
4.4 Деформация слоевой структуры
Заключение
Приложение I. Численная минимизация свободной энергии
Приложение II. Расчет второй вариации
Приложение III. Параметры сегнетоэлектрических смектиков С
Литература
Список основных обозначений

Введение
Интерес к жидким кристаллам(ЖК) проявляется на протяжении многих лет. Он особенно возрос в последние десятилетия в связи с их разнообразными практическими применениями, в первую очередь в системах отображения и передачи информации. Жидкие кристаллы обладают целым рядом необычных физических свойств, поскольку они занимают промежуточное положение между вязкими изотропными жидкостями и кристаллическими твердыми телами. По этой причине жидкокристаллическое состояние часто называют мезоморфной фазой или мезофазой[1]. В общем случае жидкие кристаллы можно разделить на две большие группы. Это лиотропные жидкие кристаллы, образующиеся в смесях стержневидных молекул данного вещества и полярного растворителя, например воды. К второй группе относятся термотропные жидкие кристаллы, получаемые плавлением твёрдых веществ и существующие в определённом интервале температур и давлений.
В термотропных жидких кристаллах выделяют три группы, в зависимости от упорядоченности, составляющих кристалл молекул. Так жидкие кристаллы в которых существует лишь ориентационный порядок в расположении длинных осей молекул называют нематическими, Рис. 1а. Если при этом длинные оси молекул нематического ЖК повернуты друг относительно друга так, что они образуют спираль, то
таком, что для £’>£'/ существует конечное значение амплитуды о и, следовательно, становится энергетически выгодным модулированное ориентационное состояние НЖК.
Для отыскания распределения яДж) выше порога неустойчивости необходимо решить соответствующие уравнения Эйлера, получающиеся варьированием функционала (1.19). Особенно просто это сделать в случае равенства упругих постоянных Kjj = К, т.е. в одноконстантном приближении. Это приводит к уравнению:
решением которого является эллиптическая функция.
Нас интересует распределение $(х), имеющее максимальное отклонение от значения тг/2 в центре слоя
где /Дет а)- эллиптический интеграл первого рода. При малых а из
(1.26) следует, что:
(1.25)
.Распределение имеет вид:

(1.27)