向列相 disclination 线的可调三维架构
软凝聚态物质
2023-06-28 v1 材料科学
摘要
disclination线在许多物理过程中起着关键作用，从材料断裂到早期宇宙的形成。实现对disclination的多样化控制是开发新型电光器件、可编程折纸、定向胶体组装以及控制活性物质的关键。在此，我们引入一个理论框架，用于在实验上定制向列相液晶中的三维disclination架构。我们对强平面锚定的两片薄间距玻璃基板间受限向列相中disclination线的连通性与形状给出了定量预测。通过类比向列相液晶与静磁学，我们发现：i) disclination线连接相对表面上拓扑电荷相同的缺陷；ii) disclination线被吸引至扭曲最高的区域。利用偏振光对液晶分子的面内取向进行图案化，我们在实验上检验了这些预测，并确定了调节disclination线曲率的临界参数。我们通过计算机模拟验证了预测，并发现了能使不同长度尺度下实验与模拟相匹配的无量纲参数。我们的工作为理解并实际控制在向列相液晶中的缺陷线提供了有力方法。
引用
@article{arxiv.2301.04594,
title = {Tunable Three-Dimensional Architecture of Nematic Disclination Lines},
author = {Alvin Modin and Biswarup Ash and Kelsey Ishimoto and Robert L. Leheny and Francesca Serra and Hillel Aharoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.04594},
year = {2023}
}