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单一弹性常数近似下向错线对液晶自由能的影响

王玉生 , 杨国宏

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2004.02.004

在单一弹性常数近似下,利用映射方法和拓扑流理论研究了液晶中向错线对自由能密度的影响.指出自由能密度可以分为两部分,一部分是通常的液晶指向矢场在向错线周围的畸变能密度;另一部分是向错线自身的自由能密度,当指向矢场的Jacobian行列式在指向矢场的奇点处不等于零时,它是集中在向错线上并以(1)/(2)kπ为单位拓扑量子化的,拓扑量子数由指向矢场在向错线处的Hopf指数和Brouwer度(即向错强度)决定.当Jacobian行列式等于零时,利用拓扑流分歧理论详细研究了在指向矢场的极限点和分岔点处向错线自身的自由能密度的产生、湮灭和分歧过程,最后得出,具有高的拓扑量子数的向错线是不稳定的,它将通过分歧过程演化到拓扑量子数比较低的状态.

关键词: 液晶 , 指向矢 , 向错线 , 自由能 , 分歧

向列相液晶中向错线和向错点自由能的计算

王玉生 , 宋纳红

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.03.001

利用φ映射方法得出了计算向错线自由能公式和向错强度为m=±1的向错点自由能公式,从而弥补了挖掉奇异区域来估算自由能的不足.研究结果表明,液晶在有向错线的结构中指向矢场更多地出现正的向错强度状态.随着k24的增大,m=+1的向错点的自由能将降低,而m=-1的向错点的自由能将增大.

关键词: 指向矢 , 向错线 , 自由能

悬浮在向列相液晶中球形微粒周围的土星环和偶极子缺陷的稳定性

王玉生 , 吕健 , 宋纳红

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2010.05.005

在向列相液晶中悬浮的球形微粒周围可能存在两种类型的缺陷:土星环结构和偶极子结构.文章通过计算它们的自由能,研究了向列相液晶中两种类型缺陷的稳定性.计算结果表明:当k24k(1-(1/2)ln(R1/rc))时,对于半径较小的球形微粒土星环缺陷比较稳定,但是对于较大的球形微粒偶极子缺陷比较稳定.进而可得,通过增加粒子半径、鞍形展曲弹性常数k24或者减小弹性常数k的方法可以实现土星环缺陷向偶极子缺陷的转变.

关键词: 指向矢场 , 土星环缺陷 , 自由能

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