Влияние флексоэлектрического эффекта на структурные и оптические свойства нематических жидких кристаллов

• Автор: Скляренко, Георгий Константинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Глава 1. Нематические жидкие кристаллы в электрическом
поле
1.1. Свободная энергия искажения
1.2. Эффект Фредерикса
1.3. Конкуренция между внешним полем и ориентирующим действием стенок
1.4. Флексоэлектрический эффект
Глава 2. Статические равновесные структуры во внешнем поле
2.1. Однородная в направлении оси нематика структура
2.2. Периодическая структура в нормальном к оси направлении
2.3. Роль флексоэлектричества
2.4. Одноконстантное приближение
Глава 3. Рассеяние света
3.1. Корреляционная функция НЖК
3.2. Гомеотропная ориентация
3.3. Планарная ориентация
3.4. Корреляционные функции вблизи порога неустойчивости

3.5. Рассеяние света на флуктуациях директора
3.6. Случай слабого сцепления с подложкой
Глава 4. Динамика перехода во внешнем поле
4.1. Баланс моментов
4.2. Баланс сил
4.3. Эффект обратного потока
4.4. Трехмерная периодическая структура
4.5. Случай двумерной структуры
4.6. Анализ решения
Заключение
Приложение 1
Приложение 2
Литература
Список основных обозначений

Оптические характеристики устройств, работающих на жидких кристаллах, представляют с технической точки зрения наибольший интерес. Эти характеристики меняются при изменении поля директора п(г, £), поэтому определение поведения этого поля является решающей задачей; требования улучшения оптических параметров приборов, таких как скорость выполнения операций, увеличение угла видимости, устойчивость к внешним возмущениям и т.п. могут быть интерпретированы как требования к полю директора.
Стремление директора создавать определенное пространственное распределение можно объяснить с помощью упругой континуальной теории, впервые предложенной Озееном [1] и Цохером [2] и позднее развитой Франком. В этой теории упругие силы, создаваемые молекулярной структурой жидкого кристалла, оказывают сопротивление любому отклонению поля директора от его равновесного состояния. Эти отклонения, или искажения, могут быть вызваны различными явлениями: взаимодействием с внешним электрическим или магнитным полем, связью поля директора с течением нематической жидкости, влиянием сил сцепления с поверхностями, ограничивающими образец и т.д. [3,4].
В простейшем электрооптическом приборе тонкий слой жидкого кристалла расположен между двумя пластинами - наподобие сэндвича, - каждая из которых обработана таким образом, что взаимодействие с молекулами нематика создает заданную ориентация директора. Оптические свойства такого
Для исследования рассеяния света на флуктуациях директора рассмотрим их корреляционную функцию
Са/з(г1,г2) =< 5па(гх)5па(г2) >= У 5па(г1)5па(г2)Р[ёпП5п (3.5)
где Р[(5п] - вероятность флуктуации, Обп означает интегрирование по всем полям флуктуаций директора <5>п(г). Эта корреляционная функция представляет собой двумерный тензор В ПЛОСКОСТИ, перпендикулярной К По- В однородной, но анизотропной жидкости эта функция зависит не только от величины, но и от направления вектора г = щ — г2. Как известно [22]
Р[5 п] = Сехр|-^ДР(5п)] (3.6)
где кь - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура, С - нормировочная постоянная, определяемая условием

P[Sn]D5n = 1 (3.7)
откуда
С 1 = [exp — —AF(tfn) DSn (3.8)
J L kbT J
Для того, чтобы получить формулу для расчета корреляционной функции, рассмотрим следующий интеграл

5nMW^))D5ri (3-9)
гу;е .г. ^ .—— означает функциональную производную. Этот интеграл можно
<5[<5па(г')]
вычислить двумя способами: интегрируя по частям - перекидывая функциональную производную с Р[5п] на ^па(г), - и непосредственно вычисляя эту производную согласно
щн _ pHKfSneW) (ЗЛ0)
(5[5па(г')] кьТ