پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 25 |
| تعداد شماره‌ها | 932 |
| تعداد مقالات | 7,652 |
| تعداد مشاهده مقاله | 12,494,655 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,886,255 |
مقالۀ پژوهشی: ساختارهای تنظیم شده در بلورهای مایع نماتیک | ||
| فیزیک کاربردی ایران | ||
| دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 21، تیر 1399، صفحه 29-38 اصل مقاله (2.54 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22051/ijap.2020.32949.1174 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا کیکاووسی1؛ سعیده شعاری نژاد* 2؛ محمدرضا مظفری3 | ||
| 1دانش آموختۀ کارشناسی ارشد فیزیک، گروه فیزیک، دانشکدۀ فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه فیزیک، دانشکدۀ فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران | ||
| 3استادیار، گروه فیزیک، دانشگاه قم، قم، ایران | ||
| چکیده | ||
| کنترل نظم و سمت‌گیری ملکول‌های بلور مایع توسط سطوح محدودکننده، از دلایل اهمیت استفادۀ آن‌ها در صنایع مختلف است. چنگ‌زدگی سطحی در مجاورت سطوح مرزی، از مهم‌ترین ویژگی‌های این مواد به شمار می‌رود. انرژی برهم‌کنشی در سطوح محدودکنندۀ تخت، در چارچوب نظریۀ راپینی‌ـ‌پاپولار قابل بررسی است. اما سطوح غیرتخت در چارچوب‌هایی مانند نظریۀ فوکودا باید بررسی شود. عموماً در بررسی‌های نظری، از اثر انرژی شبه سطحی چشم‌پوشی می‌کنیم. در این مقاله، ما با در نظر گرفتن اثر این انرژی در انرژی سطحی، تغییرات میدان جهت‌نما و انرژی چنگ‌زدگی یک تیغه با سطحی به شکل سینوسی با دامنۀ مشخصی را بررسی می‌کنیم و بستگی صریح انرژی دستگاه به پارامترهای هندسی آن نظیر دامنۀ شیارها را بررسی می‌کنیم. به این منظور، تیغۀ نماتیک با دو سطح مرزی بی‌نهایت در نظر می‌گیریم و انرژی چنگ‌زدگی را با استفاده از نظریۀ فوکودا برای لایۀ گذار سطحی در مجاورت سطح شیاردار سینوسی به دست می‌آوریم. سپس تغییرات مؤلفه‌های میدان جهت‌نما و انرژی چنگ‌زدگی را برای این تیغه تحت اثر میدان الکتریکی، بررسی می‌کنیم. نشان می‌دهیم که بیشترین انرژی چنگ‌زدگی، متناظر با شرایطی است که میدان خارجی وجود ندارد. همچنین در می‌یابیم که حضور میدان به کاهش روند تغییرات انرژی چنگ‌زدگی می‌انجامد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بلور مایع نماتیک؛ انرژی چنگ زدگی؛ میدان الکتریکی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Research Paper: Adjusted Structures in Nematic Liquid Crystals | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Zahra Keikavousi1؛ Saeedeh Shoarinejad2؛ Mohammad Reza Mozaffari3 | ||
| 1M.Sc. in Physics, Department of Physics, Faculty of Physics and Chemistry, Alzahra University, Tehran, Iran | ||
| 2Associate Professor, Department of Physics, Faculty of Physics and Chemistry, Alzahra University, Tehran, Iran. | ||
| 3Assistant Professor, Department of Physics, University of Qom, Qom | ||
| چکیده [English] | ||
| Controlling the orientational ordering of liquid crystal molecules by confined surfaces is one of the main reasons for the widespread use of liquid crystals in the industry. The anchoring condition is an essential feature of the liquid crystalline materials in vicinity of boundaries. As known, surface interaction energy in a confined liquid crystal can be studied in the framework of Rapini-Papoular model. However, for the uneven surfaces, other models, such as a model based on Fukuda theory should be used. The surface-like energy is not usually considered in energy calculations. In this work, we consider a nematic slab confined with two infinite surfaces and investigate the director field and anchoring effects in the total energy of the slab with a sinusoidal surface by taking into account this term of energy. We consider a surface with a grooved sinusoidal form and calculate the anchoring energy within the framework of Fukuda theory. We also obtain the dependence of energy on geometric parameters, such as grooves amplitude. By utilizing theoretical model proposed by Fukuda, we determine the director components and anchoring energy of the system under an external electric field. The variation of the director components and surface effects are discussed. It is shown that the anchoring energy has a maximum value in the absence of the field. Moreover, we find that the trend of anchoring energy variations is reduced due to the presence of an electric field. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Nematic Liquid Crystal, Anchoring Energy, Electric Field | ||
| مراجع | ||
|
[1] Khoo I.-C, Liquid Crystals, 2nd ed., John Wiley & Sons, New Jersey, pp.1-3, 2007. [2] Gennes P. and J. Prost, The physics of liquid crystals, 2nd ed., Oxford University, Oxford, pp.10-18, 1993. [3] Andrienko D., “Introduction to Liquid crystals,” Molecular liquids 267, vol. 267, pp. 520-541, 2018. [4] Jerome B., “Surface effects and anchoring in liquid crystals,” Reports on progress in physics, vol. 54, no. 3, pp. 391-451, 1991. [5] Yaroshchuk O. and Reznikov Y., “Photoalignment of liquid crystals: basics and current trends,” Journal of materials chemistry, vol. 22, no. 2, pp. 286-300, 2012. [6] Kleman M. and Lavrentovich O. D., Soft matter physics: an introduction, Springer, New York, pp.158-160, 2003. [7] Rapini A.and Papoular M., “Distorsion d'une lamelle nematique sous champ magneُtique conditions d’ancrage aux parois,” journal de physique, vol. 30, no. C4, pp. C4-54- C4-56, 1969. [8] Guo-Chen Y., Shu-Jing Z., Li-Jun H. and Rong-Hua G., “The formula of anchoring energy for a nematic liquid crystal,” Liquid Crystals, vol. 31, no. 8, pp. 1093-1100, 2004. [9] Shoarinejad S. and Shahzamanian M., “Director structure in a chiral nematic slab: Threshold field and pitch variations,” Research Letters in Physical Chemistry, vol. 1, no. 2, pp. 134-141, 2013. [10] W.Berreman D., “Alignment of liquid crystals by grooved surfacees,” Molecular Crystals and Liquid Crystals, vol. 23, no. 3-4, pp. 215-231, 1973. [11] Fukuda J.-i., “Surface-groove-induced azimuthal anchoring of a nematic liquid crystal: Berreman's model reexamined”, Physical Review Letters, vol. 98, no. 18, 2007. [12] Fukuda J.-i., Yoneya M. and Yokoyama H., “Anchoring of a nematic liquid crystal induced by surface grooves: a numerical study”, Physical Review E, vol. 77, no. 3, 2008. [13] Fukuda J.-i., Yoneya M.and Yokoyama H., “Erratum: Surface-groove-induced azimuthal anchoring of a nematic liquid crystals: Berreman's model reexamined [Phys.Rev.Lett.98,187803 (2007)],” Physical review letters, vol. 99, no. 13, 2007. [14] Choi Y., Yokoyama H. and Seog Gwag J., “Determination of surface nematic liquid crystal anchoring strength using nano-scale surface grooves,” Optical Express, vol. 21, no. 10, p. 12135, 2013. [15] Demus D., Goodby J., Gray G., Spiess H.and Vill V., Handbook of liquid crystals Low molecular weight liquid crystals I, vol. 2A, Wiley-VCH, Weinhein, pp.256-257, 1998. [16] Nehring J. and Saupe A., “On the elastic theory of uniaxial liquid crystals,” The journal of chemical physics, vol. 54, no. 1, pp. 337-343, 1971. [17] Yang D.-K. and Wu S.-T., Fundamentals of Liquid crystals devices, John Wiley & Sons, Chichester, pp.20-38, 2006. [18] Shoarinejad S. and Shahzamanian M., “On the numerical study of Frederick transition in nematic liquid crystals,” journal of molecular liquids, vol. 138, no. 1-3, pp. 14-19, 2008. [19] Chen R. H., Liquid crystal displays fundamental physics and technology, John Wiley & Sons, Hoboken, pp. 132-138, 2011. [20] Ball J. M., “Mathematics and liquid crystals”, Molecular crystals and liquid crystals, vol. 647, no. 1, pp. 1-27, 2017. [21] Ravnik M., Colloidal structures confined to thin nematic layers, PhD Thesis, Faculty of mathematics and physics, Department of Physics, University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia, 2009. [22] Alla R. A., On the control of nematic liquid crystal alignment, PhD Thesis, Department of Physics, University of Gothenburg, Gothenburg, Sweden, 2013. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 774 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 492 |
||