1 河北工业大学 电子信息工程学院, 天津 300401
2 天津市电子材料与器件重点实验室, 天津 300401
3 河北工业大学 理学院, 天津 300401
基于Pramoda Kumar等人文章中关于向列相液晶反转壁中+1缺陷处挠曲电效应的实验现象, 我们利用Landau-de Gennes理论给出相应的理论分析。当对弱锚定的平行排列向列相液晶盒施加垂直基板的直流电压, 在反转壁中的±1缺陷会发生旋转。对于其中的+1缺陷, 我们给出了外加电场作用下液晶分子的自由能表达式并通过模拟描述指向矢的方位角和极角的变化情况给出相应的缺陷处电场驱动的结构变化。模拟结果给出的挠曲电效应引起的方位角的变化角度与Pramoda Kumar等人的实验得到的在+1缺陷处消光刷的变化情况是一致的。
液晶 挠曲电效应 +1 缺陷 Landau-de Gennes理论 liquid crystal flexoelectric effect ±1 defect Frank theory
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 河北工业大学 理学院, 天津 300401
4 吉林大学 电子科学与工程学院, 长春 130021
利用全漏光导波技术, 测量负性向列相液晶材料MS-N01300-000的展曲和弯曲挠曲电系数之和.根据液晶弹性和多层光学理论得到同一电压下不同挠曲电系数的反射率随内角(入射到液晶层角度)的理论变化曲线.实验中, 将液晶材料灌注到混合排列向列相液晶盒中, 在液晶盒上分别加交流电和直流电, 采用全漏光导波技术得到反映液晶指向矢分布的液晶波导反射率随内角变化曲线.实验发现, 由于液晶挠曲电作用, 同一电压值下反射率随内角变化曲线发生微小移动.对比理论与实验曲线, 由曲线移动距离得到MS-N01300-000液晶材料展曲和弯曲挠曲电系数之和为2.5×10-11 C/m.
光导波技术 负性向列相液晶 挠曲电系数 混合排列向列相 弹性理论 多层光学理论 Optical guided wave technique Negative nematic liquid crystal Flexoelectric coefficient Hybrid aligned nematic Elastic theory Multi-layer optical theory 光子学报
2014, 43(12): 1231003
基板的锚定特性，包括锚定能大小和锚定易取方向，影响液晶指向矢的分布，直接导致液晶盒电容的改变，因此可以通过液晶盒电容的测量确定基板表面的锚定特性。基于液晶弹性理论和变分原理，理论推导弱锚定平行排列向列相和混合排列向列相液晶盒系统的平衡态方程和边界条件，采用差分迭代方法数值模拟得到了液晶盒约化电容随电压、锚定能系数及锚定易取方向变化的曲线。结果表明：液晶盒电容随基板锚定能系数的增加而减小;随预倾角的增加，液晶盒电容随锚定能系数的变化缩小;同一电压和基板锚定能系数下，平行排列向列相液晶盒电容不会大于混合排列向列相液晶的电容。
液晶盒电容 锚定能 易取方向 弱锚定 差分迭代方法 capacitance of liquid crystal cell anchoring energy easy direction weak anchoring finite difference iterative method
在HAN液晶盒撤掉外加电压的过程 (即弛豫过程)中, 假定电压的开关时间为有限的, 把电压处理为时间的指数衰减函数。在这一假定下, 对撤掉外加电压后HAN液晶盒中指向矢的分布情况进行研究, 得到了对HAN液晶盒的弛豫过程有影响的电压开关时间的范围。
HAN液晶盒 有限开关时间 驰豫过程 动力学理论 hybrid aligned nematic liquid crystal cell finite switching time relaxation process dynamics theory
通过把Berreman近似下任意形状的表面沟槽用傅里叶级数展开，写成正弦函数和的形式,将Fukuda等人的理论应用于双轴向列相液晶中，考虑表面弹性项的作用后得到了任意形状的沟槽对双轴液晶产生的方位锚定能。在一定的近似条件下得到约化锚定能随着沟槽的方向与液晶主指向矢之间的夹角的变化情况，讨论了双轴弹性常数对液晶易取向方向的影响。
双轴向列相液晶 沟槽 傅里叶级数 锚定能 biaxial nematic liquid crystal groove Fourier series anchoring energy
根据Erickson-Leslie流体动力学理论, 研究了混合排列向列相-共面转换液晶盒的引流效应。在强锚定边界条件下, 经过理论推导, 得出液晶指向矢与流速的关系方程, 进一步通过数值计算得出指向矢分布与时间的关系。发现引流效应加快了指向矢达到平衡态的速度, 而且破坏了指向矢分布的瞬态对称性, 特别在加电压的初始几毫秒这种现象非常明显。
混合排列向列相 共面转换 引流效应 指向矢分布 hybrid aligned nematic in-plane switching backflow effect distribution of director
1 天津城市建设学院基础学科部，天津 300384
2 河北工业大学理学院，天津 300401
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。
双轴向列相 两体势模型 标准形式 色散力近似 biaxial nematic phase pair potential model standard form：dispersion forces approximation
引入双轴向列相液晶分子模型,采用分叉理论和二粒子集团理论来确定双轴向列相液晶中的Landau点,分别得出了液晶各向同性相向单轴向列相转变对分子双轴性参数的依赖曲线。 在Landau点处,分叉理论、二粒子集团理论和平均场理论得到的分子双轴性参数λ取值是相同的,而约化温度t的取值不同,由二粒子集团理论得到的约化温度值更为精确。二粒子集团理论考虑了近邻分子间的短程关联,由此可知在双轴向列相液晶的研究中考虑近邻分子间的短程关联是非常必要的。
双轴向列相 Landau点 分叉理论 二粒子集团理论 biaxial nematics Landau point bifurcation theory two-particle cluster theory
