非轴对称液晶系统由各向同性相至双轴向列相的相变

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对传统非轴对称液晶分子构成的液晶系统的液晶相变研究表明,系统可以通过降低温度,使系统由各向同性相进入正,负单轴向列相,进而再进入双轴向列相。当系统直接由各向同性相进入双轴相(Landau点),相变温度最高,在此意义上从此点进入双轴相最容易,这样的分子结构为最优化结构。为研究能够直接进入双轴相的分子结构范围,即从各向同性相直接进入双轴相的Landau曲线,本文:(1)考虑十字形液晶分子组成的系统,假设分子间相互作用为互与棒相互作用的叠加,且相互作用强度系数彼此独立。利用平均场理论,得到系统在温度和分子结构参数平面内的三类相图:第一类相图中只有一个直接由各向同性相进入双轴相的Landau点,相变为二级相变。第二类相图中Landau点扩展为Landau曲线,为一级相变。第三类相图中,Landau点同样扩展为Landau曲线,但范围缩小。上述三类相图表明,相变类型,Landau曲线的出现与分子间间互作用强度系数的选取有关。(2)考虑三个互相垂直的弹簧振子所构成的分子微观模型,此导出液晶分子相互作用的表达式及相互作用系数,根据其取值范围,将其分为四类。重点讨论第二、第三类型相互作用系数对相变的影响。利用平均场近似和数值计算,得到系统在平衡态下序参数随温度,分子结构参数的变化,以及系统在温度和分子结构参数平面内的四类相图。第一类相图中,由各向同性相直接进入双轴向列相的Landau曲线范围最大,有两个一级相变到二级相变的临界点:第二类相图中,Landau曲线范围缩小,与第一类不同的是单轴相区域扩大,此外在Landau曲线的两边,出现两个不同的单轴相;第三类相图中,Landau曲线缩小为Landau点;第四类相图中,Landau点消失。上述四类相图表明,相变类型,Landau曲线的出现和范围与分子相互作用强度系数的选取有关。
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