空间各向异性势扭曲向列液晶盒的Fredericksz转变

基于格点模型空间各向异性两体势研究扭曲向列(TN)液晶盒的Fredericksz转变。该作用势不仅是空间各向异性的并且依赖于液晶的弹性常数。理论处理中假定具有理想向列序,这意味着分子长轴取向方向与液晶指向矢是重合的,而总自由能等于总相互作用能。分别对指向矢的倾角和方位角进行傅里叶展开,通过二阶导矩阵方法确定TN盒的阈值磁场。该磁场依赖于总扭曲角和液晶的弹性常数,并与连续体理论结果进行了比较。通过平衡态下系统自由能取最小,得到指向矢满足的平衡态方程。基于平衡态方程,对TN液晶盒中指向矢在磁场作用下的分布进行了数值计算。数值结果验证了液晶指向矢所满足的平衡态方程的正确性。进一步证实了文献中最近提出的两种从弹性能到两体作用势的映射方案之一(即模型Ⅰ)可以给出与连续体理论相一致的结果。     

空间各向异性势扭曲向列液晶盒的Fréedericksz转变

基于格点模型空间各向异性两体势研究扭曲向列(TN)液晶盒的Fréedericksz转变.该作用势不仅是空间各向异性的并且依赖于液晶的弹性常数.理论处理中假定具有理想向列序,这意味着分子长轴取向方向与液晶指向矢是重合的,而总自由能等于总相互作用能.分别对指向矢的倾角和方位角进行傅里叶展开,通过二阶导矩阵方法确定TN盒的阈值磁场.该磁场依赖于总扭曲角和液晶的弹性常数,并与连续体理论结果进行了比较.通过平衡态下系统自由能取最小,得到指向矢满足的平衡态方程.基于平衡态方程,对TN液晶盒中指向矢在磁场作用下的分布进行了数值计算.数值结果验证了液晶指向矢所满足的平衡态方程的正确性.进一步证实了文献中最近提出的两种从弹性能到两体作用势的映射方案之一(即模型Ⅰ)可以给出与连续体理论相一致的结果.     

空间各向异性色散两体势向列相液晶形变研究

基于空间各向异性色散力势能,用简单的立方格子模型研究具有n层液晶分子所组成的向列相液晶形变。理论外理中假定具有理想向列序,这意味着分子长轴取向方向与液晶指向矢是一致的．而总自由能等于相互作用能。文中以解析形式研究了三种基本的Fredericksz转变,给出了三个弹性常数,在近似下它们是相同的,且与连续体理论比较可以得到k13。     

空间各向异性两体势与液晶定向排列

基于分子场理论，研究一种新的空间各向异性两体作用势。对于该两体势，分子质心固定在简单立方晶格的格点上，而势参数依赖于液晶的弹性常数。通过函数迭代方法解分子取向分布函数满足的自洽方程。在大块液晶内部，存在3组单轴解，它们的指向矢分别沿x，y和z轴方向并且具有相同自由能。通过表面作用势描写摩擦后基板对液晶分子的作用，对20个分子层构成的5CB液晶薄层进行了数值计算。仍存在三种指向矢不同的状态，指向矢沿着摩擦方向的状态具有最低自由能。另外，讨论了表面作用在界面分子层中诱导的双轴序。     

悬浮在向列相液晶中球形微粒周围的土星环和偶极子缺陷的稳定性(英文)

在向列相液晶中悬浮的球形微粒周围可能存在两种类型的缺陷:土星环结构和偶极子结构。文章通过计算它们的自由能,研究了向列相液晶中两种类型缺陷的稳定性。计算结果表明:当k24k1-12lnRr1()c时,土星环缺陷是稳定的,并且和球形微粒的半径无关,其中R1是液晶分子的长度,k和k24是弹性常数,rc是向错线核心的半径;当k24k1-12lnRr1()c时,对于半径较小的球形微粒土星环缺陷比较稳定,但是对于较大的球形微粒偶极子缺陷比较稳定。进而可得,通过增加粒子半径、鞍形展曲弹性常数k24或者减小弹性常数k的方法可以实现土星环缺陷向偶极子缺陷的转变。     

场致胆甾相-向列相转变:基于分子场理论的研究

垂直于液晶胆甾相加磁场可以引起胆甾相-向列相转变，基于分子场理论解释了这一现象。在液晶胆甾相，单体取向分布函数按照指向矢的改变定域化。通过对磁场中单分子取向势求平均得到宏观磁场能量；对分子两体作用势作展开，自由能转换为在连续体理论中所具有的形式．得到了发生转变临界磁场的公式。近似计算了温度对临界磁场的影响。     

基于向列相液晶弹性各向异性偏振光栅结构方位锚定能的理论研究

通过设计上下基板向列相液晶分子排列构建偏振光栅结构模型,并根据向列相液晶Frank弹性理论计算其方位锚定能,其理论结果可为实验测量提供有力的理论指导作用。本文根据弹性理论,考虑弹性各向异性计算了偏振光栅结构的方位锚定能,得到了方位锚定能与光栅条纹宽度关系的解析解。弹性各向异性对方位锚定能有着显著影响。由于液晶具有各向异性,考虑弹性各向异性研究方位锚定能是必要的,其结果更具有普遍性。     

用自旋波理论研究向列相液晶

采用自旋波理论研究向列相液晶。由于液晶分子的长轴取向与分子绕长轴转动的角动量方向一致．可引人算符研究向列相液晶。通过对两分子作用势进行变换，得到系统哈密顿的表示形式与铁磁自旋波理论的哈密顿形式相同，进而得到序参数与约化温度的关系，在低温区与实验结果符合得较好．在接近于相变点的高温区，利用哈密顿求得相变点，与Maier-Saupe的结果接近。     

平行平板间向列相液晶中的分子短程关联

用二粒子集团变分理论研究了平行平板间的向列相液晶系统，理论中考虑了分子短程关联。平板使得表面分子趋向于垂直平板排列。对由２０个分子层组成的液晶薄层进行了数值计算。给出了典型表面势强度下的向列相—各向同性相转变温度以及序参数对分子层的依赖关系。     

序电效应和电场对向列相液晶分子有序度的影响

液晶盒内分子的排列很容易受外场的影响，对向列相液晶盒施加足够大的电场，液晶分子排列和序参数都将随空间变化，序参数发生变化会有序电效应产生，要考虑序参数的变化我们选用朗道自由能展开式表示液晶的体自由能密度。本文讨论的是平行型液晶盒，利用差分法和计算机模拟计算得到了不同电场作用下向列相液晶分子指向矢和序参数随空间变化的图形规律．并讨论了序电效应和序电极化能对自由能密度的影响。     

一种双轴向列相液晶两体势模型的标准化形式

研究刘红等提出的液晶双轴向列相两体势模型,将该模型两体势转化成标准形式。据此,可以清楚地看出它的色散力近似本质,确定势参数的取值范围,并对双轴向列相的研究进行了展望。     

一种改进的C-V方法对向列相液晶弹性常数k11、k33测量的理论研究

提出了一种更为准确的测量向列相液晶展曲、弯曲弹性常数的C-V方法。以正性液晶材料为例,当沿面排列的液晶分子预倾角不为零时,阈值电压值不易确定,k11的确定必定存在误差,而以前报道并未考虑到此问题。文章针对此问题给出了在强锚定条件下,预倾角不为零时C-V的关系式,并提出了通过曲线拟合来同时确定弹性常数k11、k33的方法。此方法对弹性常数的测量更为准确,液晶盒的制作要求降低,且测试简单、易操作。     

同心柱筒中混合排列向列相液晶中的挠曲电效应

本文研究径向电场作用下同心柱筒中混合排列向列相液晶的指向矢分布,重点研究挠曲电效应对指向矢分布的影响。向列相液晶处于同心圆柱构成的薄层间,内表面径向锚定、外表面轴向锚定以及内表面轴向锚定、外表面径向锚定构成两种同心柱筒混合排列模型。基于向列相液晶Frank弹性理论,通过差分迭代方法,分别在强锚定及弱锚定边界条件下,研究了两种模型中挠曲电效应对指向矢分布的影响。研究结果表明:挠曲电效应在薄层内边界、外边界以及薄层内部对指向矢分布有着不同的影响;同心柱筒中指向矢分布由柱对称性、边界锚定作用、介电耦合作用、挠曲电效应的综合作用所决定。     

Monte Carlo simulation of the Fréedericksz transition in nematic liquid crystals

In this paper we present results of the Monte Carlo simulation of a 2D nematic liquid crystal model in the presence of an externally applied electric field. The molecular interactions were described by the Lebwohl-Lasher Hamiltonian. The boundary conditions employed in the simulations corresponded to the experimental configuration frequently used for establishing the Frank elastic constants. The results are compared with the predictions of the phenomenological Ericksen theory. Preliminary results of simulations of an experimentally important case corresponding to the nematic interacting with a spatially modulated electric fluid are presented. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

表面沟槽诱导双轴向列相液晶的弹性畸变

双轴向列相液晶在表面沟槽上锚定,3个指向矢之一平行于沟槽均匀排列。使用Berreman在研究单轴向列相时提出的弹性形变产生表面能的理论方法对双轴向列相液晶进行研究,得到了一个公式,在Berreman模型中它描写弹性畸变对表面锚定的贡献,但在双轴向列相中,这一公式描写当n指向矢沿着沟槽锚定时,m指向矢受到沟槽表面的作用而产生的畸变能量。研究了双轴向列相液晶在表面沟槽上锚定的稳定性问题;稳定性条件在双轴向列相单一弹性常数近似下为n指向矢的弹性常数最大。     

混合排列柱状薄层中的向列相液晶指向矢分布的研究

利用向列相液晶弹性理论,研究了混合排列柱状薄层中的向列相液晶指向矢的分布。向列相液晶被限定在两个同心圆柱构成的薄层中,在内外表面施加强锚定及弱锚定边界条件,锚定易取向方向取径向和轴向(垂直柱轴及平行柱轴)的边界条件,得到了四种混合排列柱状薄层模型RsZw、ZwRs、RwZs、ZsRw。基于Frank弹性自由能和Rapini-Papoular近似的表面能,研究了不同锚定强度、不同内半径及不同弹性常数值的指向矢分布,计算机模拟得出指向矢取向的曲线图。由于柱对称性、锚定强度、薄层厚度以及弹性各向异性共同竞争的影响,这四种模型的指向矢分布有着很大的不同。