自由悬浮液晶薄膜中手性岛产生的偶极和四极缺陷结构建模

我们报告了对岛之间观察到的新型四极相互作用的详细理论分析，岛是漂浮在薄的自悬浮近晶C液晶薄膜中的额外层的盘状内含物。岛边界处的强切向锚定导致每个岛内产生强度为+1的手性缺陷，并在薄膜中产生一个伴生的-1缺陷，这些缺陷形成一个拓扑偶极子。如文献所述，相同手性的岛形成线性链，拓扑偶极子指向相同方向，而不同手性的岛形成紧凑的四极结构，相关的偶极子指向相反方向。这种异手性岛-缺陷对之间的相互作用是复杂的，随着岛间距离的变化，缺陷会移动以最小化指向场畸变。岛间势和-1缺陷轨迹的细节强烈依赖于液晶的弹性各向异性，这可以通过改变液晶的材料手性在实验中加以调节。我们数值求解了一个描述自由移动缺陷能量学的朗道模型，以在广泛的参数范围内找到平衡构型。