棒状液晶的平衡相与畴生长动力学

棒状液晶（calamitic LC）粒子的各向异性形状导致向列型基团（nematogen）并排或首尾相接时能量值明显不同。由参数 K' 控制的能量各向异性对平衡与非平衡性质有深远影响。我们使用 GB 模型（该模型呈现 Nm 与低温 Sm 序），开展大规模 MC 与 MD 模拟，以探究 K' 对平衡相图以及温度 T 骤冷（粗化）后的非平衡畴生长的影响。该模型存在两个相变：在 Tc1 处 I→Nm，在 Tc2<Tc1 处 Nm→Sm。K' 显著降低了 Tc1，但对 Tc2 影响相对较小。Nm 相中的畴生长呈现著名的 LAC 定律，L(t)~t^0.5，且演化通过弦缺陷的湮灭进行。体系表现出动力学标度，且该标度对 K' 也具有鲁棒性。我们发现，在所考虑的骤冷温度 T（T>Tc1→T<Tc2）下的 Sm 相具有 SmB 序，其中 LC 分子在层内呈六角取向排列。该相中的粗化表现出引人注目的双时间尺度情形：首先 LC 分子排列并形成取向序，随后层状特征出现，同时层内形成六角键取向序。因此，生长在早期遵循 LAC 定律 L(t)~t^0.5，随后在较晚时间出现向更慢生长机制的急剧交叉。我们的观测强烈表明该机制下 L(t)~t^0.25。有趣的是，关联函数在两个机制中均展现动力学标度，且标度函数为普适的。动力学对 K' 的变化亦具鲁棒性，但较大 K' 值时层状性更显著。此外，早期动力学由弦缺陷主导，而晚期演化由界面缺陷决定。我们认为此情形对于即便 Sm 层内具有其他局域序的 Sm 相也是普适的。