Тип публикации: отчёт о НИР
Год издания: 2019
Ключевые слова: жидкий кристалл, межфазная граница, ориентационная структура, граничные условия, холестерик, оптическая текстура, поверхностное сцепление, поляризационная микроскопия, электрооптика
Аннотация: В отчетном периоде были проведены исследования ХЖК ячеек двух типов: с тангенциально-коническими граничными условиями и с коническими условиями сцепления на обеих подложках. Для проведения исследований ХЖК ячеек с тангенциально-коническими граничными условиями был изготовлен ряд образцов, имеющих различную толщину слоя холестерикаПоказать полностьюd и соотношение d/p > 0.44 (p – шаг холестерической спирали). Были изучены формирующиеся ориентационные структуры и их отклик на приложенное электрическое поле. Показано, что в ячейках, в зависимости от толщины слоя ЖК, реализуются дефекты в виде петель или линий. Методом вращающегося анализатора была определена ориентация директора и показано, что вблизи дефектов существуют области с недокрученным и перекрученным холестериком, по сравнению с равновесной закруткой ЖК вдали от дефекта. Приложенное электрическое поле вызывает трансформацию дефектов, происходящую по двум различным сценариям. В первом сценарии происходит стягивание петель или уменьшение длины линий дефектов вплоть до полного исчезновения. Во втором сценарии трансформация линии дефекта сопровождается формированием дефекта нового типа. Определена ориентация директора вблизи данного дефекта. Следует отметить, что второй сценарий изменений наблюдался в исследуемых ЖК ячейках впервые. При определенных соотношения d/p в ЖК ячейках реализуется периодическая структура из линейных дефектов, содержащая U-образные дефекты, нарушающие периодичность. Был исследован механизм формирования U-образных дефектов. На основании этих данных был предложен подход для формирования однородных периодических структур с помощью различной площади электродов в ЖК ячейке. Для изготовленных ХЖК ячеек с тангенциально-коническими граничными условиями были также определены поляризационные характеристики (азимут поляризации и угол эллиптичности) прошедшего излучения через слой холестерика. Проведен численный расчет поляризационных характеристик прошедшего излучения и их зависимости от величины электрического поля, который находится в согласии с экспериментальными данными. Показано, что холестерик с тангенциально-коническими граничными условиями может быть использован для создания ахроматических электроуправляемых вращателей линейной поляризации света. Для проведения исследований ХЖК ячейки с коническими условиями сцепления на обеих подложках был изготовлен клинообразный образец, в котором соотношение d/p менялось от 0.33 до 1.0. Были изучены формирующиеся ориентационные структуры, определены и систематизированы основные характерные элементы структур, а также исследован их отклик на приложенное электрическое поле. В образце наблюдаются линии дефектов, представляющие собой участки, где происходит нарушение конических граничных условий к тангенциальным на обеих подложках. Линии дефектов могут разворачиваться на 180°, и вблизи разворота возможно формирование буджумов с силой +1. Если линия дефекта образует петлю, то во внутренней области петли формируется буджум с силой +1, а с внешней стороны – буджум с силой -1. Приложение электрического поля вызывает стягивание петель и распрямление линейных дефектов, что, в конечном счете, может привести к исчезновению дефектов. После выключения электрического поля линии дефектов восстанавливаются для соотношения d/p > 0.9. При этом в закрученной структуре появляются дополнительные искажения поля директора.