發(fā)布時間：2020-06-13 10:53

【摘要】：液晶研究和應(yīng)用的一個重要前沿方向是幾何受限的液晶體系。液晶的多種物理性質(zhì)基本上由液晶分子的微觀取向決定,而后者和液晶中的拓?fù)淙毕莘植缄P(guān)系緊密。因此,液晶系統(tǒng)中的拓?fù)淙毕萁Y(jié)構(gòu)在許多物理過程和應(yīng)用中扮演著重要作用。實驗和理論研究表明,缺陷可以并且必須存在于球面液晶中,這是由球面拓?fù)鋪頉Q定的。然而,若去除拓?fù)浼s束,液晶缺陷是否還能穩(wěn)定存在這個問題并不十分清楚。本文基于各向同性向列型液晶拓?fù)鋱A盤模型,通過解析方法研究液晶缺陷的穩(wěn)定性機制。我們的解析計算表明,增大圓盤面積,曲率的累積效應(yīng)會阻止典型的+1和+1/2缺陷形成boojum紋理。這些缺陷將由曲率驅(qū)動,最終移動到圓盤的中心,并穩(wěn)定存在。我們還討論了+1缺陷分裂成兩個+1/2缺陷的情形,發(fā)現(xiàn)了曲率驅(qū)動的一對+1/2缺陷之間交替的互斥和吸引作用。此項研究表明,曲率可以驅(qū)動液晶中拓?fù)淙毕莸漠a(chǎn)生和保證其穩(wěn)定性,并且可以調(diào)控缺陷之間的相互作用。此項工作的相關(guān)結(jié)果提供了穩(wěn)定缺陷的幾何方法,可能對工程上利用缺陷調(diào)控幾何受限液晶體系有啟發(fā)。
【圖文】：

弗蘭克自由能連續(xù)極限下，圓盤上液晶分子的朝向是由位置 x 處的切平面上的一個線素。線素場和向量場的不同在于，后者有方向，由于液晶中的棒狀分子的素場，我們有 n x n x ，，并且取 n x 。平衡狀態(tài)下的向列紋理是能[18]控制∫n 表示積分區(qū)域。弗蘭克自由能密度是divn n curln 和 分別是展曲和彎曲彈性模量。圖 2 1(a) 中，展曲（splay）形變，div n 不為 0，但是，curl n 。在圖 2bend）形變，curl n 不為 0，但是，div n 。參見參考文獻(xiàn)[49]。

2拓?fù)淙毕莸耐負(fù)浜?br/> 【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O753.2

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本文編號：2711068