Competition of Lattice and Basis for Alignment of Nematic Liquid Crystals
由于弹性各向异性，基板的二维图案化可以促进相邻液晶的弱方位取向。在这里，我们考虑如何使用圆形或椭圆形图案的周期性正方形晶格来实现这种对齐。特别是，我们研究的方式，晶格和图案可以竞争，有利于不同的方向。使用蒙特卡罗模拟和连续弹性，我们发现，对于圆形图案，一个取向的过渡依赖于覆盖率。如果将圆概括为椭圆，则通过相对于周期性晶格图案化适当地调整椭圆图案，可以实现有效对准方向和锚定能量的任意控制。这在单稳态和双稳态液晶器件环境中都有可能的应用。
2015-06-30 cond-mat.soft
Laser induced rotation of trapped chiral and achiral nematic droplets
我们研究了光学捕获的非手性和手性双折射液晶液滴对线偏振光和圆偏振光的响应。我们发现在甘油中的旋转非手性微滴中存在内耗散。我们还证明了一些手性液滴旋转下的线性偏振光。我们对手性液滴数据的最佳拟合表明，半径为R的这些液滴的旋转频率近似与1/R^2成正比，而不是与1/R^3成正比。
2010-02-05 cond-mat.soft
Texture and shape of two-dimensional domains of nematic liquid crystal
我们提出了一种广义的方法来计算二维二维非线性域的形状和内部结构。通过使用共形映射，我们能够计算的导演场为一个给定的域形状，我们选择从一个丰富的类，其中包括大的和小的纵横比下降，以及尖锐的域尖光滑的。结果组装在一个相图，对于给定的域的大小，表面张力，锚定强度，和弹性常数显示从一个均匀的双极导演场的过渡，从圆形到细长的液滴，从尖锐到光滑的域提示。我们发现了一个以前未考虑的制度，其中下降是近圆形的，董事场双极和尖端圆形。我们还发现，双环导演字段，与焦点，位于域外，提供了一个非常准确的描述的最佳导演字段的各种形状参数的值的大范围内。
2012-02-29 cond-mat.soft
Critical splay fluctuations and colossal flexoelectric effect above non-polar to polar nematic phase transition
最近发现的具有极性有序的铁电液晶（铁电液晶）引起了人们极大的兴趣。尽管进行了深入的研究，但这种液晶的几种物理性质仍有待研究和理解。本文报道了极性双折射（NF）液晶的双折射和释电系数的实验研究。我们的实验直接揭示了倾斜角起伏对双折射的影响在非极性（N）到极性双折射（NF）的相变温度以上几度，由倾斜角起伏得到的热容指数接近于绝热扫描量热法测量的值。的非极性α相的挠曲电系数示出了幂律依赖于温度。我们的研究结果表明，强耦合的splay波动与电极化的强度，降低splay弹性常数，从而提高挠曲电系数。这些结果对于今后的应用以及理解铁电液晶中的所有预转变效应是重要的。
2022-11-24 cond-mat.soft
Polar self-organization of ferroelectric nematic liquid crystal molecules on atomically flat Au(111) surface
本文利用STM研究铁电向列相液晶分子在Au(111)表面的自组装，发现其形成倾斜规则排列并呈现分子偶极子同向取向的极性铁电有序。
2024-01-18 cond-mat.soft
Topological Defects in Nematic Droplets of Hard Spherocylinders
利用计算机模拟，我们调查的微观结构的奇异指向矢场内的一个微滴。我们采用硬球柱作为双液晶的理论模型。为了诱导整体拓扑电荷，粒子要么被限制在具有垂面边界的二维圆形空腔中，要么被限制在三维球体的表面上。这两个系统表现出半整数拓扑点缺陷。各向同性的缺陷核心具有一个粒子长度的数量级的半径，并由独立的密度振荡包围。两个缺陷之间的有效相互作用进行了研究。所有的结果都应该是在胶体液晶薄片中实验观察到的。
2000-07-14 cond-mat.soft
Ferroelectric nematic liquid crystal thermo-motor
本文证明和解释了置于铁电液晶固定液滴上的粒子在热梯度作用下的圆周运动。与飓风和龙卷风不同，飓风和龙卷风是热力发动机的主要例子，湍流很明显，这里没有示踪粒子的纹理看起来完全稳定，表明层流。我们提供了一个简单的模型，表明与垂直的热梯度和热电的流体相结合的铁电极化的切向排列驱动的示踪剂粒子，成为带电的流体中的旋转。这些观察结果为流体铁电液晶的独特性质提供了一个迷人的例子。
2022-01-19 cond-mat.soft
Bulk phase behaviour of binary hard platelet mixtures from density functional theory
我们调查各向同性各向同性，各向同性的，向列相共存的二元混合物的圆形血小板消失的厚度，连续的旋转自由度和径向尺寸比$λ$高达5。一个基本的措施密度泛函理论，以前用于单组分模型，提出和结果进行比较，从Onsager理论作为基准。对于$λ\leq 1.7$，系统显示各向同性-双相共存，随着$λ$值的增加，双相区变宽。对于尺寸比$λ\geq 2$，我们发现两个π态的分层变得稳定，并且可以发生各向同性π-π三相点。基本测度理论给出了一个比Onsager理论更小的各向同性双相区，并将转变定位在较低的密度。此外，在给定的$λ$值下，比Onsager理论中发现的更大范围的组合物上发生向列相-非向列相分层。这两种理论预测的相图的拓扑结构相同。部分有序序参量随组成强烈变化，表明较大的颗粒比较小的颗粒更强有序。
2010-01-29 cond-mat.soft
Nematic director slippage: Role of the angular momentum of light
我们提出了一个光致指向矢滑移效应的理论模型。在这种效应中，体指向矢重取向有助于表面指向矢重取向。发现在几何光学近似下获得的指向矢和椭圆率分布依赖于入射光波的椭圆率。指向矢分布在线性偏振光中是空间调制的，但在圆偏振光中单调增长。表面指向矢偏差已被检查，并与现有的实验数据进行比较，然后允许的取向非线性系数的大小进行计算。
2002-03-04 cond-mat.soft
Shaping thin nematic films with competing boundary conditions
液晶的自由界面倾向于最小化毛细作用和锚定力。在这里，我们研究了平面和径向几何形状的锚定边界条件和一个可变形的界面的薄膜。假设一个微扰近似，我们研究了指向矢配置与自由界面形状之间可能的耦合。在长波长极限独立的表面张力，我们发现解析阈值厚度时，平坦的薄膜变得不稳定。接下来，我们量化的分叉的圆环走向结构与$m$倍旋转对称性，诱导的弹性各向异性的大部分？我们相信，我们的简化方法可以提供额外的洞察力与固有的液晶秩序和自由界面的材料的弹性和毛细现象。
2014-06-16 cond-mat.soft
Twist-bend nematics and heliconical cholesterics: a physico-chemical analysis of phase transitions and related specific properties
某些液晶，例如，由香蕉形分子形成的那些可以表现出低温扭曲弯曲的非晶（Ntb）相。在添加手性掺杂剂时，可以在常规的手性双（N*）相下方观察到扭转-弯曲相（N*tb）的手性形式，而在电场下，N* 相转变成称为“螺旋双（heliconical）”的特定状态。在这项工作中，我们已经研究了著名的Nb形成系统CB 7 CB：CB 6 OCB与另外的5CB和手性掺杂剂（ChD），使用光学显微镜，差示扫描量热法（DSC），和测量的温度依赖的光学透射率，使用光学显微镜。分析了5 CB和不同手性掺杂剂（甾体或非甾体性质）对Ntb相热稳定性的影响，在具有足够高ChD含量的N* 相中可以观察到可见光范围内的选择性反射。作为一个独特的功能，急剧解旋的α螺旋在较低的温度下观察到接近N*tb相，这似乎是类似的螺旋解旋接近近晶-A过渡。
2021-07-01 cond-mat.soft
Instability of toroidal nematics
环形向列相是被限制在圆环内并且在圆环的边界上受到平面简并锚定的非线性液晶。它们可能是漂浮在各向同性环境中的液滴，也可能是从固体基质中雕刻出来的空腔。弗兰克弹性自由能的普适解是指向矢场的平衡位形，与弹性常数的值无关，其矢量线是环面的共轴平行线。我们探索这种配置的局部稳定性，并确定了一个范围内的参数，其中的主要驱动不稳定性不来自表面的弹性常数$K_{24}$是大的，但从扭曲弯曲弹性常数的比例$K_2/K_3$是小的，这也使我们的研究相关的有色液晶。
2018-04-10 cond-mat.soft math-ph math.MP
Polar Nematic Phases with Enantiotropic Ferro- and Antiferroelectric Behavior
本文首次合成具有互变铁电NF和反铁电NX向列相的非手性化合物，并通过多种实验技术证实其宽温域稳定性，为开发室温极性向列相混合物及光子器件应用奠定基础。
2025-03-12 cond-mat.soft
Phase separation and folding in swelled nematoelastic films
我们探讨重塑的nematoelastic膜时，各向同性相共存的条件下，吸收各向同性溶剂。考虑到最佳的结晶取向的结晶序参量和溶剂浓度的梯度的相互作用，计算的界面边界的结构。这种结构决定了边界的有效线张力。我们进一步计算的平衡形状的变形薄板和圆柱和球壳的直线或圆形的边界之间的边界形状的各向同性域。该边界附近的差异膨胀或收缩会产生一种折叠模式，扩展到两个相的大部分。这种模式的层次顺序在圆柱壳上最为明显。
2017-03-03 cond-mat.soft
Lattice-Boltzmann simulation of free nematic-isotropic interfaces
我们使用格子玻尔兹曼和有限差分的混合方法来模拟由Landau-de Gennes理论描述的液晶的各向同性相和非均匀相之间的平坦和弯曲界面。对于平坦界面，我们测量了共存周围不同温度下的界面速度。我们表明，界面是完全静态的共存温度和轮廓宽度是符合理论预测。界面在共存温度范围内是稳定的，当两相中的一相变得机械不稳定时，界面消失。我们稳定的圆形dielectric域的温度变化，相关的拉普拉斯压力，并估计这些晶格玻尔兹曼模拟的虚假速度。
2019-07-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Lily-like twist distribution in toroidal nematics
环形向列相是环形环面形式的双折射液晶的液滴。当指向矢服从平面简并边界条件时，所有弹性常数的平衡解都是沿所有内部环形壳平行线的纯弯曲指向矢场。局部稳定性分析表明，当扭转弹性常数足够小时，预计会发生不稳定性。很自然地推测，在这种状态下，整体平衡的特征是在环面的边界上有一个最大的扭曲偏转，在环面的横截面上的扭曲分布由一个fennel状表面表示。我们证明，令人惊讶的是，稳定的扭曲分布，而不是由一个百合状的表面。因此，总的最大扭转偏转正好落在圆环内。为了应对完全非线性设置中弹性自由能泛函的复杂性，我们开发了一种专门的深度学习优化方法，在这里也进行了适当的验证和记录，因为它有望适用于其他类似的问题，同样难以分析。
2018-10-25 cond-mat.soft
Alignment and alignment dynamics of nematic liquid crystals on Langmuir-Blodgett mono-layers
用Langmuir-Blodgett技术沉积的硬脂酸和二十二烷酸的单层被用作双折射液晶盒中的取向膜。在填充过程中，液晶采用具有展曲变形的变形准平面取向，并沿填充方向择优取向。这种状态是亚稳态的，一旦流动停止，就会随着时间转变为垂面的。这种转变伴随着向错线的形成，向错线在晶胞的边缘成核。亚稳态展曲弯曲状态的寿命被发现依赖于细胞的厚度。在加热时，锚定过渡从准垂面退化倾斜排列的圆形域的形式发生在附近的过渡到各向同性相。锚定转变是可逆的，具有小的滞后。
1997-07-04 cond-mat.soft
Many-defect solutions in planar nematics: interactions, spiral textures and boundary conditions
该研究利用复分析推导平面向列相指向矢场的闭式解，涵盖任意数量点缺陷与圆形内含物，分析力、力矩及两类奇点对缺陷平衡与动力学的影响，为多缺陷向列相纹理提供理论基础。
2024-04-10 cond-mat.soft
Post-Tanner spreading of nematic droplets
圆形液滴在固体基底上的准稳态铺展通常遵守所谓的坦纳定律，瞬时基半径R（t）随时间增长为R ~ t^{1/10} --对于小尺寸液滴，毛细力的主导作用的效果。然而，对于双折射液晶的液滴，更快的扩散定律在长时间内开始，使得R ~ t^alpha，其中alpha显著大于Tanner指数1/10。在薄膜模型（或润滑近似）的框架中，我们将这种“加速”描述为向列相（界面处的拮抗锚定）的强基底-液体相互作用所驱动的向定性不同的扩散制度的过渡。薄膜方程的数值解与向列相的实验数据吻合得很好，即使非牛顿流变学尚未考虑在内。因此，我们补充的理论与后坦纳阶段的传播，注意到传播过程可以预期从通常的毛细作用为主的阶段跨越到一个政权，整个水库成为一个扩散膜的意义上的Derjaguin。
2009-10-01 cond-mat.soft
A free object in a confined active contractile nematic fluid: fixed-point and limit-cycle behaviors
本文通过连续介质模拟研究收缩型活性向列流体中物体的输运行为，发现系统最终呈现不动点或极限环振荡两种终态，并揭示了其稳定性机制及在不同容器几何中的表现。
2023-11-28 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Influence of the flow on the anchoring of nematic liquid crystals on a Langmuir-Blodgett monolayer studied by optical second-harmonic generation
用光学二次谐波产生方法研究了毛细管流动对脂肪酸LB膜上的双液晶MBBA取向的影响。该技术的表面偶极灵敏度允许在存在液晶本体的情况下探测第一液晶单层的取向。据发现，毛细流动导致与脂肪酸单层接触的液晶分子的第一单层以大的预倾斜（78度）在流动方向上取向，导致在体中的液晶指向矢的展曲弯曲变形的准平面对准。它本身也受到流动的影响。准平面流动诱导排列被认为是亚稳态的。一旦流动停止，垂直取向的圆形结构域在样品中成核并膨胀，直到整个样品变得垂直。从流动诱导的准平面到表面诱导的垂面排列的弛豫过程也由SHG监测。结果发现，在垂直状态下，第一层的预倾角为38度，几乎各向同性地分布在细胞的平面上，对先前流动的方向略有偏好。
2000-11-05 cond-mat.soft
Equilibrium state of a cylindrical particle with flat ends in nematic liquid crystals
采用连续介质理论，数值研究了均匀介质中垂直各向异性锚定条件下两端平坦的圆柱形粒子的平衡取向和缺陷结构。不同的长宽比，这种胶体的几何形状，从薄discriminals长棒状的形状和几个胶体的长度尺度，从中尺度到纳米级的影响。我们表明，这种胶体几何结构的平衡态是敏感的两个几何参数：长径比和长度尺度的颗粒。对于一个足够大的介观粒子，有一个特定的渐近平衡角与每个纵横比。在将颗粒尺寸减小到纳米级时，平衡角遵循下降或上升趋势，使得纵横比大于1：1的颗粒（分散颗粒）的平衡角相对于远场方向平行排列，而纵横比为1：1和更小的颗粒（棒状颗粒）的平衡角倾向于垂直于均匀方向排列。介观粒子和纳米粒子的平衡角之间的差异源于它们的缺陷结构之间的显著差异。文中还介绍了与这种几何形状的介观和纳米级胶体粒子有关的可能的缺陷结构。
2015-01-25 cond-mat.soft
The alignment of nematic liquid crystal by the Ti layer processed by nonlinear laser lithography
众所周知，液晶的取向可以通过摩擦或光取向技术来实现。非线性激光光刻技术是近年来发展起来的一种快速、低成本的大面积纳米光栅制作方法。在这封信中，首次提出了使用非线性激光光刻作为一种透视方法来对准向列相。利用非线性激光光刻技术，在Ti层上形成了周期约为1 μm的微沟槽。微结构钛层涂有氧化苯胺-聚酰亚胺薄膜，对聚合物进行退火，然后不进行任何进一步处理。用组合扭转液晶盒研究了微结构钛层的取向特性。液晶盒的扭曲角和层的方位锚定能量的依赖关系的激光束的扫描速度和功率的加工过程中的钛层是我们的研究重点，以及。纯微结构Ti层获得的最大方位锚定能与光取向技术相当。结果表明，聚酰亚胺薄膜的沉积在微结构钛层导致的方位角锚定能量的增益效应。此外，原子力显微镜对准表面的研究进行。
2017-12-31 cond-mat.soft
A nematic liquid crystal with an immersed body: equilibrium, stress, and paradox
本文研究二维含浸入物体的向列相液晶平衡问题，利用复变量和有效边界技术求解强弱锚定下的构型、应力及缺陷位置，并揭示其与流体动力学经典佯谬的类比。
2023-01-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Anomalous selective reflection in cholesteryl oleyl carbonate - nematic 5CB mixtures and effects of their doping by single-walled carbon nanotubes
采用选择反射法、差示扫描量热法和光学显微镜研究了胆甾醇油烯基碳酸酯（COC）和4-戊基-4 '-氰基联苯（5CB）的液晶混合物，以及单壁碳纳米管（NTs）在这些混合物中的分散体.混合物X中COC的相对质量在0.4和1.0之间变化，测量的温度范围在284 K和314 K之间，NTs的浓度固定在0.1%。注意到两个重要的异常：（1）在0.8<X<1的浓度范围内，当COC被非smectogenic 5CB稀释时，顺式到近晶-A的转变温度增加，以及（2）与向列-顺式混合物中通常观察到的行为相反，倒数螺距对5CB浓度的依赖性基本上是线性的。提出了混合物中分子排列的模型，解释了COC分子之间5CB二聚体和单体整合的可能性，并可能解释了实验数据。掺杂NTs后，螺旋混合物的螺距几乎保持不变，并且仅注意到选择性反射峰的轻微加宽。所获得的结果允许考虑COC+5CB混合物作为有前途的基质的复合材料的基础上的液晶和碳纳米管。
2013-03-03 cond-mat.soft
Phase behavior of hard circular arcs
本文利用Monte Carlo数值模拟方法，研究了二维欧氏空间中从孔径角$θ\rightarrow 0$到孔径角$θ\rightarrow 2 π$的无限细硬圆弧系统的相位行为。除了在较低密度下的各向同性相和仅在足够小的$θ$值和中等密度值下形成的（准）双相之外，在形成的其他相（包括在较高密度下的各向同性相）中，硬的无限薄的圆弧自动组装形成簇。对于较小的$θ$值，这些簇是丝状的，或者对于较大的$θ$值，这些簇是圆形的。如果密度足够高，则细丝伸长、合并和拉直以最终产生无定形相，而圆粒压缩并将它们自身以它们的质心布置在三角形晶格的位置处以最终产生簇六方相。
2021-10-14 cond-mat.soft
Azimuthal and polar anchoring energies of aligning layers structured by nonlinear laser lithography
尽管在通过各种表面产生高质量的液晶（LC）取向中存在不同的技术，但是方位角和极性锚定能量以及预倾角对于所有这些技术都是重要的参数。在这里，通过一定的方式调整层，以前形成的非线性激光光刻（NLL），具有高品质的纳米周期性的Ti表面上的凹槽，最近提出的LC对准的修改进行了研究。NLL的扫描速度的变化在纳米结构的Ti表面的过程中，并通过ITO涂层，和聚酰亚胺膜的沉积，使不同的取向层，其主要特征，即方位角和极性锚定能量的进一步修改，进行了测量。对于取向层的改变，得到了取向层填充的MLC-6609（Δ ε <0）和取向层填充的MLC-7（Δ ε> 0）液晶盒的扭曲角和预倾角的关系。此外，在激光加工期间，对于扫描速度的各种值，测量各向同性液体（甘油）的液滴和非均质LC的接触角。
2020-03-21 cond-mat.soft physics.app-ph
Nonlinear laser lithography as a new technology for the high-quality alignment of nematic liquid crystals
众所周知，目前已经使用了两种主要的和研究得很好的液晶配向方法，即：摩擦和光配向技术，其导致配向层的各向异性性质的改变和中间相中液晶分子的长程相互作用。在这篇手稿中，我们提出了使用的非线性激光光刻技术，这是最近提出的一种快速，相对低成本的方法，用于大面积的微米和纳米凹槽制造的基础上，激光诱导的周期性表面结构，作为一个新的前瞻性的方法的取向的液晶液晶。920 nm的周期性凹槽上形成的Ti层处理的非线性激光光刻和研究作为一个对准层。利用组合扭转液晶盒研究了钛层周期结构的取向特性。此外，微结构化Ti的层涂覆有氧化苯胺-聚酰亚胺膜，随后对聚合物膜进行退火而不进行任何进一步处理。研究了液晶盒扭转角与钛层加工过程中激光束扫描速度和功率的关系。计算了具有周期性微结构的Ti层的方位锚定能。微结构化Ti层的最大方位角锚定能量为约4.6*10-6 J/m2，这与光配向技术相当。发现在周期性微结构Ti层上沉积聚酰亚胺膜之后，观察到方位角锚定能量的增益效应为~ 1*10- 4J/m2。此外，原子力显微镜对准表面的研究进行。
2017-11-09 cond-mat.soft
Strong anchoring boundary conditions in nematic liquid crystals: Higher-order corrections to the Oseen-Frank limit and a revised small-domain theory
University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文通过保留Rapini-Papoular表面能并采用外推长度与相干长度可比拟的标度，分析了二维受限向列相液晶在强锚定极限下的小域和Oseen-Frank渐近行为，揭示了混合边界条件比Dirichlet条件能更准确地描述缺陷结构。
2026-06-01 cond-mat.soft
Morphogenesis of defects and tactoids during isotropic-nematic phase transition in self-assembled lyotropic chromonic liquid crystals
本文研究了溶致变色液晶（LCLC）中液晶（N）和各向同性（I）之间一级相变中的原子核结构和拓扑缺陷。LCLC由各种长度的自组装分子聚集体形成，并显示出宽的两相区域。这些缺陷的出现是两种机制的结果。1)表面各向异性机制，由于在封闭的I-N界面处的指向矢的优先（切向）取向，赋予每个N核（类核）拓扑缺陷，以及2）Kibble机制，当不同取向的N类核彼此合并时形成缺陷。相变的不同情形涉及具有指向矢场的非平凡拓扑的正（N-in-I）和负（I-in-N）类触体以及多个连接的类触体中类触体配置。闭合的I-N界面限制了一个类星体，它有一定数量的尖点;尖点两侧的界面边缘形成一个不同于π的角度。每个尖点的N边包含一个点缺陷-boojum。尖点的数目表示当绕着触面的闭合边界旋转时，指向矢垂直于I-N界面的次数。我们推导出守恒定律，连接的尖点c的数量的拓扑强度m的缺陷在N部分的简单连接和多重连接tactoids。我们演示了如何弹性各向异性的N相的结果在非圆形形状的向错的核心。一个广义的Wulff结构是用来推导的I和N tactoids的形状作为I-N界面张力各向异性的函数在冻结的指向矢场的各种拓扑电荷m。类晶面和拓扑缺陷的复杂形状和结构表明了表面各向异性在液晶相变形态发生中的重要作用。
2013-03-25 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hydrodynamics of a disk in a thin film of weakly nematic fluid subject to linear friction
本文研究弱向列相各向异性薄膜中圆盘在线性摩擦下的流体动力学，通过微扰展开推导诱导流场及迁移率和阻力系数，并与有限元模拟对比验证了中等各向异性下的准确性。
2024-07-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Magnetomechanical Coupling in Ferronematic Phases: Influence of Spindle-Shaped Nanodopants on Liquid Crystalline Order
Department for Chemistry and Biochemistry, University of Cologne（科隆大学化学与生物化学系）
本研究通过实验揭示纺锤形磁性纳米颗粒掺杂液晶中磁各向异性主导有序化，并显著改变Freedericksz转变阈值，为可调软物质器件提供新见解。
2025-10-15 cond-mat.soft
Stability of co-annular active and passive confined fluids
本文利用线性稳定性分析和 Lorentz 互易定理，研究圆形受限下被动液滴与主动向列液晶共环体系的界面稳定性，并推广至主动液滴情形。
2025-07-25 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
