Определение оптимальных конфигураций шевронов в поверхностно-стабилизированном смектике C*

Н.Г. Мигранов, А.А. Кудрейко, Д.Н. Мигранова показать трудоустройства и электронную почту
Получена  28 августа 2016; Принята  31 октября 2016
Цитирование: Н.Г. Мигранов, А.А. Кудрейко, Д.Н. Мигранова. Определение оптимальных конфигураций шевронов в поверхностно-стабилизированном смектике C*. Письма о материалах. 2016. Т.6. №4. С.300-303
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2016-4-300-303
Проведено теоретическое описание конфигурационных свойств слоёв сегнетоэлектрических жидких кристаллов типа смектик C* при постоянной температуре. Предлагаемая в этом письме модель допускает симметричные и несимметричные формы смектических слоёв [шевронные структуры] в поверхностно-стабилизированных жидкокристаллических ячейках, которые нарушают идеализированную геометрию упаковки молекул – так называемую геометрию «книжной полки». Рассматриваемая модель обоснованно не учитывает массоперенос вещества между молекулярными слоями смектика C*. Поскольку длина смектических слоёв при изменении положении излома остаётся постоянной ввиду фиксированного значения полярного угла, то в рассматриваемой модели геометрическое место точек излома смектических слоёв представляет собой эллипс. С помощью континуального подхода, получен функционал плотности свободной энергии системы с учётом квадратичного слагаемого, связанного с энергией электрического поля. Нахождение энергетически выгодных структур молекулярных слоёв производится с помощью решения уравнения Эйлера-Лагранжа – зависимости азимутального угла директора от направления, перпендикулярного подложкам ячейки. Показано, что только симметричная структура шеврона обеспечивает минимум свободной энергии слоя смектика C* [как при включённом так и выключенном электрическом поле]. Причиной такого поведения свободной энергии является сплей-деформация слоёв смектика C*. Анализ стабильности решения уравнения Эйлера-Лагранжа для диапазона допустимых значений электрических полей и параметров смектика C* показал, что теоретические результаты хорошо согласуются с экспериментальными данными. Предложенный подход к изучению конфигураций шевронов может объяснить изобилие разных текстур, которые наблюдаются в жидкокристаллических ячейках, содержащих смектик C*.