向列相液晶由分子相互作用产生的相变

向列相液晶由分子相互作用产生的相变

论文摘要

在向列相液晶中,由于液晶分子形状的各向异性,系统可以产生由各向同性相至单轴向列相以及由单轴向列相至双轴向列相的相变。为了研究分子形状对相变的影响,本文考虑一具有双轴性的刚性液晶分子,将其简化为沿三个相互垂直方向的刚性长棒。利用长棒状液晶分子的相互作用能,将以上双轴性液晶分子的相互作用能看成是棒与棒相互作用能的叠加,利用系统的序参数张量构造分子的平均场能量,得到液晶分子的取向几率分布和系统的配分函数及系统的自由能。将此自由能对序参数求极小值可得到系统序参数所满足的非线性方程,并求得数值解。结果表明对于单轴性的分子,降低温度,系统可由各向同性相经一级相变进入正单轴向列相;随着双轴性的增加,系统经二级相变进入双轴相。本文画出系统在约化温度和分子结构参数平面内的相图。为讨论序参数的实验测量,本文考虑核磁共振实验中液晶分子的核电四极矩所产生的能级分裂。导出共振谱线分裂间隔与双轴相序参数之间的一般关系,从而讨论序参数实验测量的可能性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 参考文献
  • 第二章 基础理论
  • 2.1 液晶的定义
  • 2.1.1 液晶的发现和物理性质
  • 2.1.2 液晶的分类
  • 2.2 序参数的定义与测量
  • 2.2.1 宏观序参数
  • 2.2.2 微观序参数
  • 2.2.3 宏观序参数和微观序参数之间的对应关系
  • 2.3 单轴相序参数的实验测量
  • 参考文献
  • 第三章 液晶相变理论的介绍
  • 3.1 Landau相变理论
  • 3.2 Freiser相变理论
  • 参考文献
  • 第四章 双轴向列相液晶的相变理论
  • 4.1 分子相互作用模型
  • 4.2 平均场能量
  • 4.3 与 Freiser理论的比较
  • 4.4 相变理论
  • 4.5 计算结果与分析
  • 参考文献
  • 第五章 双轴相序参数的NMR实验测量
  • 参考文献
  • 附录 A
  • 致谢
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