微颗粒悬浮向列相液晶盒中位置转变的快速“通道”形成
软凝聚态物质
2020-06-24 v1
摘要
本文基于利用格林函数法对总能量的数值计算，我们发现施加于微颗粒悬浮向列相液晶盒的外电场，若达到临界值，并以其方向、表面锚定特性及分子介电各向异性相结合，有可能在微颗粒周围产生一个具有垂直快速“通道”的各向异性“气泡”，其中微颗粒可在非对称浮力驱动下，从盒的中平面迅速垂直移动至新的平衡位置，触发作者先前发现的位置转变。这一新平衡位置由浮力与沿“通道”的弹性能梯度建立在微颗粒上的有效力之间的竞争决定。外场的阈值依赖于厚度 和Frank弹性常数 ，并略微依赖于微颗粒尺寸与密度，以类似Fr\'{e}edericksz的方式但带有一因子。对于具有平面表面排列的向列相液晶盒，当施加电场方向为（a）垂直于盒的两板且分子介电各向异性为正，或（b）平行于两板且平行于盒的锚定方向且分子介电各向异性为负时，发现该转变存在双稳态平衡结构。除形成垂直快速“通道”外，当施加电场平行于两板且垂直于锚定方向时，悬浮于向列相液晶中的微颗粒倾向于被困于中平面，无论分子介电各向异性符号如何。对于负分子介电各向异性且外场垂直于两板施加时，也出现此类现象。
引用
@article{arxiv.2002.05084,
title = {Formation of a fast "lane" for positional transition in a microparticle-suspended nematic liquid crystal cell},
author = {Ke Xiao and Xi Chen and Xuezheng Cao and Chen-Xu Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05084},
year = {2020}
}