胆甾相液晶挠曲电效应的研究

摘要

液晶的挠曲电效应是由Meyer在1969年首次提出，被他称为“偶极压电效应”。因Meyer的理论是通过类比固体的压电效应进行阐述的，所以在液晶中的压电效应就被称为“挠曲电”效应。
　　以往对挠曲电效应的研究大部分都集中在向列相液晶中，主要是分析计算在自身弹性能、外加电场能、挠曲电能及玻璃基板表面能的共同作用下指向矢的分布情况。计算出液晶分子总的自由能，并分析得到液晶的挠曲电系数及挠曲电效应对液晶盒的影响。实验结果及理论计算均表明，挠曲电效应对液晶各物理量的影响非常复杂而又不可忽略。
　　本文主要是研究胆甾相液晶的挠曲电效应，胆甾相液晶有三种织构：平面态织构、焦锥态织构、场致向列相织构。平时我们所观察到的焦锥态织构是在电压的驱动下得到的,而电压驱动作用下得到的焦锥态被认为胆甾相液晶对应螺旋轴分布比较散乱的多畴结构。而现在已经通过一些技术方法制备出了螺旋轴分布一致倒向的焦锥态(ULH)织构，也就是说胆甾相液晶的一维焦锥态织构对应的螺旋轴在液晶盒内一维分布。对于一维焦锥态液晶盒的制作，有用聚合物网络的方法、有用周期性边界条件、还有采用大电容放电、恒温生长的方法以及线电场约束螺旋起点法来制备此织构。胆甾相液晶的挠曲电效应也是肯特研究所在制备胆甾相液晶的一维焦锥态织构中被观察到，但对此并没有过多的解释。
　　挠曲电效应可以从指向矢的形变中得到，也可以产生于任何非均匀电场中。本文研究当给胆甾相液晶一维焦锥态沿着螺旋轴方向一个电压时，计算得到一维焦锥态关于挠曲电的平衡态方程，通过平衡态方程得到胆甾相液晶一维焦锥态织构转变的阈值电压，通过此方程设计一个求胆甾相液晶挠曲电系数的实验方法。
　　本文工作是对胆甾相液晶挠曲电效应的初步探讨，计算了胆甾相液晶ULH织构的约化电压，且提出了一个测量胆甾相液晶挠曲电系数的方法，具有一定的创新性意义和应用价值。

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第一章 绪 论

§1-1液晶挠曲电效应

§1-2向列相液晶挠曲电效应的研究进展

§1-3胆甾相液晶挠曲电效应的研究进展

§1-4本文工作的目的意义

第二章 胆甾相液晶织构特性与织构转变

§2-1胆甾相液晶织构特性

§2-2胆甾相液晶平面态和焦锥态的织构转变

第三章 胆甾相液晶ULH样品制备方法

§3-1边界条件与胆甾相液晶织构的稳定性

§3-2胆甾相液晶ULH织构的制备方法简介

第四章 胆甾相液晶挠曲电效应的研究

§4-1胆甾相液晶ULH织构总自由能

§4-2 胆甾相液晶ULH织构的约化电压

§4-3胆甾相液晶挠曲电系数测试方法设计

第五章 结 论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果