液晶物理──第四章 磁场对液晶的作用

首先讨论了大系数液晶材料具有抗磁性的原因； 然后讨论了向列相液晶、 扭曲盒液晶和胆甾相液晶在磁作用下产生的Freedericks转变； 最后讨论了磁相干长度。

不对称弱锚定沿面排列向列液晶盒的研究

用解析方法研究了上、下基板锚定强度不同的弱锚定沿面排列向列液晶盒(不对称液晶盒),给出了指向矢倾角θ满足的方程和边界条件,讨论了它的解,导出Freedericksz转变的阈值场强和饱和场强。研究了由于上、下基板锚定强度不同而引起的对称性破缺,以及对称破缺和磁场强度之间的关系,发现了不对称液晶盒一些特殊的现象。作为应用的例子,讨论了一种测定基板锚定强度的新方法。

N-E模型描写的弱锚定边界条件下的Freedericksz转变

N-E模型具有两个参数用于描写液晶在基板上的锚定能。采用该模型研究了弱锚定条件下的Freedericksz转变。通过变分理论得到指向矢满足的微分方程和边界条件,得到了阈值磁场和饱和磁场分别满足的方程。理论结果与R-P模型进行了比较。通过阈值磁场和饱和磁场可以确定N-E模型中的两个参数。基于微分方程和边界条件对液晶盒中的指向矢分布进行了计算。数值结果验证了阈值磁场和饱和磁场满足解析方程的正确性。得到结论:N-E模型是描写液晶在基板上弱锚定的候选模型。

空间各向异性势扭曲向列液晶盒的Fredericksz转变

基于格点模型空间各向异性两体势研究扭曲向列(TN)液晶盒的Fredericksz转变。该作用势不仅是空间各向异性的并且依赖于液晶的弹性常数。理论处理中假定具有理想向列序,这意味着分子长轴取向方向与液晶指向矢是重合的,而总自由能等于总相互作用能。分别对指向矢的倾角和方位角进行傅里叶展开,通过二阶导矩阵方法确定TN盒的阈值磁场。该磁场依赖于总扭曲角和液晶的弹性常数,并与连续体理论结果进行了比较。通过平衡态下系统自由能取最小,得到指向矢满足的平衡态方程。基于平衡态方程,对TN液晶盒中指向矢在磁场作用下的分布进行了数值计算。数值结果验证了液晶指向矢所满足的平衡态方程的正确性。进一步证实了文献中最近提出的两种从弹性能到两体作用势的映射方案之一(即模型Ⅰ)可以给出与连续体理论相一致的结果。

自旋波线宽的测量

本文描述了磁有序材料在垂直激励和平行激励下产生第一阶非稳定性微波阈值磁场的测试装置及有关测试技术,在平行激励下通过阈值场的测量可以获得自旋波线宽,同时给出了在室温、X波段条件下对YIG单晶小球进行自旋波线宽测量的结果,与同类测量进行比较,两者相当一致。