挠曲电向列相液晶中三维孤子状畸变的建模与线性分析

本文对向列相液晶中实验观察到的三维类粒子波进行建模，该液晶具有负介电与导电各向异性，在施加交变电场时产生此类波。液晶被限制在两块垂直于外加电场的平板之间的薄层区域内。由于介质的负的各向异性，水平均匀排列的指向矢场处于平衡状态。然而，这种状态对扰动是不稳定的，扰动表现为受限的、子弹状的指向矢畸变，以每秒数百微米的速度在样品中上下运动。实验预测挠曲电在产生类孤子行为中起关键作用。我们建立了一个变分模型，考虑了各向异性介电、导电、挠曲电、弹性和黏性力。我们对均匀排列的平衡态进行稳定性分析，以确定类孤子扰动的阈值波数、尺寸、相移和速度。我们表明模型预测与实验测量值非常吻合。该工作对挠曲电液晶中首次报道的三维类孤子不稳定性进行了建模与分析，指向了一种作为新型纳米传输器件的潜在应用。