论文部分内容阅读
液晶表面物理中弱锚定向列液晶盒的Freedericksz转变的性质以及与此相关的双稳态问题是目前液晶科学的一个热点问题。上、下基板锚定强度不同的液晶盒研究的很少,但它的应用价值和现实意义没有得到足够的重视。本文以弱锚定不对称沿面校列向列液晶盒作为研究对象,主要的内容包括以下几个主要方面: 1.用液晶连续体理论,导出系统的Gibbs自由能,泛函求极值得到平衡态方程和边界条件。为了便于理论推导和数值计算,对各物理量进行无量纲化处理,并定义一个新的变量。与对称盒比较,平衡态方程和边界条件均为两个方程。在新变量下得到的方程可以同时处理液晶盒的阈值问题和饱和问题。 2.在二级转变的条件下导出阈值场强和饱和场强的表达式,详细计算了它们与液晶盒参量包括锚定能参量的关系,得到它们的变化趋势。 3.定义了一个反映不对称液晶盒液晶分子排列对称性特点的无量纲量——对称破缺Δ,定义式为Δ=(d-l/2)/(l/2),其中d为倾角最大值θ_m距下基板的距离,l为液晶盒的厚度。研究了阈值点和饱和点以及以上两者之间时,Δ与外加磁场以及基板锚定参数的各种可能的关系,发现当上、下基板的位置互换,对称破缺的符号将会改变,而大小不变。Δ是一个对上、下基板锚定的比值敏感的量,经过对Δ的大量计算,我们发现在一定条件下存在一级Freedericksz转变。 4.讨论了饱和点的一级转变问题,验证上、下基板锚定强度相同的液晶盒系统的一级转变条件同样适合不对称盒系统,通过实例证明锚定强度的大小及锚定能修正系数的正负不能作为区分一级或二级转变的参考条件。提出不对称液晶盒系统发生一级转变的判定条件,指出发生一级转变的本质。同时讨论了有关稳态、亚稳态和双稳态问题。 5.作为本文的应用,提出了一种利用不对称液晶盒对锚定强度进行系统测量的方法,这种方法,可以明显的减小测量的系统误差。