【摘 要】
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柱状腔向列相液晶系统是将向列相液晶注于圆柱腔内所构成的液晶系统。由于液晶分子的取向及有序度易受到边界限定性效应、外场、温度等因素的影响,使得柱状液晶系统有着丰富
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柱状腔向列相液晶系统是将向列相液晶注于圆柱腔内所构成的液晶系统。由于液晶分子的取向及有序度易受到边界限定性效应、外场、温度等因素的影响,使得柱状液晶系统有着丰富的物理现象,在光子晶体光纤和生物传感方面存在着潜在的应用价值。本文基于Gruhn-Hess模型和Gruhn-Hess修正模型,利用Monte Carlo方法对柱状腔内不同条件下向列相液晶指向矢分布进行模拟研究,以期得到柱状系统中向列相液晶指向矢的分布规律。基于Gruhn-Hess模型和Gruhn-Hess修正模型研究柱状腔内PAA液晶分子和5CB液晶分子,在自由表面、径向边界条件、角向边界条件及不同温度对柱状腔内指向矢结构的影响。通过计算系统平衡后的二阶序参数、轴向序参数、径向序参数、角向序参数,表明:在自由表面条件下,Gruhn-Hess模型给出液晶分子在与柱轴垂直的面内呈均匀一致排列,Gruhn-Hess修正模型给出柱状腔内液晶分子沿轴向取向;径向锚定作用下,Gruhn-Hess模型给出指向矢结构为平面极性结构,Gruhn-Hess修正模型给出随着锚定强度的增加,液晶分子由轴向排列逐渐向平面极性结构转变;角向锚定作用下,Gruhn-Hess模型给出指向矢结构为平面环形结构,Gruhn-Hess修正模型给出随着锚定强度的增加,液晶分子由轴向排列逐渐向环形平面结构转变;温度的变化会改变液晶分子的有序度,但不改变其指向矢结构。通过两种模型对柱状腔内向列相液晶指向矢分布的研究,发现系统的对称性、锚定强度的大小及方向、温度、表面弹性系数等因素,共同决定了柱状腔内的液晶分子指向矢分布。
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