Uniaxial versus Biaxial Pathways in One-Dimensional Cholesteric Liquid Crystals
胆甾相液晶具有丰富的静态亚稳态形态。理解这种状态之间的转换是开发可切换设备的关键。我们表明，使用准一维模型，胆固醇表现出不同的单轴和双轴路径之间的不同的极小值。我们研究不同层数之间的过渡，并证明，并显示，过渡态区分通过展曲介导的解扭，通过接触拓扑结构的理解，或双轴性的存在。此外，我们还描述了一系列额外的鞍点，这些鞍点决定了解决方案格局的连通性。
2022-08-15 cond-mat.soft
Role of structural biaxiality on the phase behaviour of chiral liquid crystals
该研究通过粗粒化分子动力学模拟，考察手性相互作用强度与分子双轴性对自组装液晶相的影响，揭示双轴性促进胆甾相、改变网络结构并降低螺距。
2025-05-14 cond-mat.soft
Bulk and surface biaxiality in nematic liquid crystals
向列型液晶具有三种不同的相：各向同性相、单轴相和双轴相。大多数向列相的基态是各向同性的或单轴的，取决于外部温度。然而，双轴畴已经被频繁地识别，特别是靠近缺陷或外表面。在本文中，我们表明任何空间变化的指向矢图案都可能是双轴性的来源。我们证明了双轴性自然出现时，对称张量$\Sb=(\grad \nn)(\grad \nn)^T$具有两个不同的非零特征值。特征值差可以用作预期双轴性的度量。此外，相应的本征向量指示了阶张量\QQ被诱导打破关于指向矢\nn的单轴对称性的方向。我们将我们的一般考虑应用于一些例子。特别是，我们表明，当我们执行垂面锚定在曲面上，顺序张量成为双轴沿表面的主方向。该效果由表面主曲率的差异触发。
2006-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular field theory for biaxial smectic A liquid crystals
热致性双轴晶A相似乎是罕见的，但双轴近晶A相较少。在这里，我们使用分子场论来研究一个简单的双参数模型，其中一个参数促进双轴相和第二促进近晶性。该理论结合了双轴Maier-Saupe和McMillan模型。我们交替使用Sonnet-Virga-Durand（SVD）和几何平均近似（GMA）来表征分子的双轴性。对于非零的近晶性和双轴性，该模型总是预测一个基态双轴近晶A相。对于低程度的近晶有序，相图是非常丰富的，预测单轴和双轴的双晶和近晶相，此外还有各种三临界和四临界点。对于更高程度的近晶性，双轴晶相的稳定区域受到限制并最终消失，产生双轴近晶相。从两个替代近似分子双轴性的相图是相似的，除了因为SVD允许一阶各向同性-双轴向转变，而GMA预测分离各向同性和双轴向相变的朗道点。我们推测，热致性双轴晶相的稀有性部分是稳定的类似近晶相的存在的后果。
2021-05-21 cond-mat.soft
Landau theory-based estimates for viscosity coefficients of uniaxial and biaxial nematic liquid crystals
利用朗道理论，表明需要八个唯象参数来描述和区分双轴双相的十二个粘度系数或单轴双相的五个粘度系数。建立了该系数与宏观单轴和双轴序参量的关系。由于这些序参量是由介电常数的各向异性，我们表明，它应该是可能的，以确定所有八个唯象参数的理论值从测量的温度依赖性的五个粘度的单轴相。
2013-01-10 cond-mat.soft
Polydispersity stabilizes Biaxial Nematic Liquid Crystals
受观察到的一个非常稳定的双轴晶相的启发[E.v.d. Pol等人，物理修订版信函103，258301（2009）]，我们研究了尺寸多分散性对板状颗粒悬浮液的相行为的影响。通过Onsager理论内的限制取向（Zwanzig）模型，我们表明，多分散性诱导一种新的拓扑结构的相图中，有两个朗道四临界点之间的扁单轴的单轴有序有利于预期的扁长顺序。此外，这一现象导致单轴双晶和近晶态之间的巨大稳定双轴态的开放。
2011-08-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Coarsening Dynamics of Biaxial Nematic Liquid Crystals
利用朗之万动力学方法研究了二维和三维双轴向列液晶的粗化动力学。与以前的工作不同，我们使用的模型与导演变形的三个弹性常数之间没有先验的关系。我们发现了丰富多样的粗化行为，包括三类半整数向错线的几乎相等的种群的同时衰减。我们观察到的行为可以理解的基础上的弹性常数的相对值和由此产生的衰减通道的缺陷。
2002-02-14 cond-mat.soft
Effect of shape biaxiality on the phase behavior of colloidal liquid-crystal monolayers
我们扩展了我们以前对单轴粒子单层的工作[J. Chem. Phys. 140，204906（2014）]，以研究粒子双轴性对液晶单层相行为的影响。颗粒被建模为具有三种不同边长$σ_1\geqσ_2\geqσ_3$的板状刚体，并使用限制取向近似（Zwanzig模型）。基于基本测度理论的密度泛函形式主义用于计算最大纵横比（$κ_1=σ_1/σ_3\in[1,100]$）的宽范围值的相图。我们发现，粒子的双轴性一般不稳定的双轴取向相已经存在于单轴粒子的单层。虽然板状颗粒表现出较强的双轴有序性，但具有$κ_1>21.34$的棒状颗粒表现出可重入的单轴和双轴相。随着粒子的几何形状从单轴向逐渐变成双轴向的棒状，双轴向的区域减小，最终在临界终点结束。对于$κ_1>60$，密度间隙打开，其中双轴取向相对于任何颗粒双轴性都是稳定的。发现了相图中出现堆积分数反转的区域（即堆积分数是密度的递减函数），并将我们的结果与最近的磁性纳米棒的磁性相的实验研究进行了比较。
2014-10-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
"Ultra-weak" First-Order Phase Transition in Biaxial Liquid Crystals
Lady Brabourne College（莱迪布拉伯恩学院）；Ramsaday College（拉姆萨代学院）；Jadavpur University（贾达普大学）
本研究通过大晶格多重直方图重加权的高分辨率蒙特卡洛模拟，发现双轴液晶中三临界点与三相点间的单轴-双轴相变是邻近驱动的超弱一级相变，强度比对称性强制的各向同性-单轴一级相变小一个数量级以上，为相关研究提供新方向。
2026-09-01 cond-mat.soft
Depletion-induced biaxial nematic states of boardlike particles
为了研究双轴向列液晶的稳定条件，我们研究了添加非吸附性理想稀释剂对胶体硬板状粒子相行为的影响。我们考虑到的存在下，通过引入一个有效的消耗之间的一对板状粒子的吸引力。在固定的耗尽逸度下，通过具有限制取向的平均场论确定稳定的液晶相。有趣的是，我们预测，稍微拉长板状颗粒的临界耗尽密度存在，其中系统经历了从各向同性液体的直接过渡到一个双轴晶相。因此，通过调整耗尽密度，一个简单的实验控制参数，人们可以稳定的状态，高双轴双折射阶，即使这些状态是不稳定的纯系统的板状粒子。
2012-03-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition between capillarity, layering and biaxiality in a confined liquid crystal
约束的效果上的相行为和结构的流体制成的双轴硬颗粒（长方体）的理论研究通过Onsager的二阶维里理论的限制在长粒子轴冻结在一个相互平行的配置。限制是由两个平行的平面硬壁（狭缝孔几何形状），与颗粒长轴垂直的墙壁（完美的垂面锚定）。在散装，一个连续的向列相到近晶相的过渡发生，而形状各向异性（矩形）颗粒截面诱导双轴有序。因此，四个体相，单轴和双轴晶相和近晶相，可以稳定的横截面纵横比是不同的。在限制流体，向列相到近晶相的转变被抑制，并且可以存在由连续transition分离的单轴相或双轴相。近晶有序不断发展的壁颗粒浓度的增加（在协议的抑制向列-近晶的第二阶转变在限制），但一阶分层过渡，涉及n和n+1层的结构，出现在高浓度的受限流体。分层和单轴-双轴有序之间的竞争导致三种不同类型的分层过渡，在这两种共存的结构可以是单轴的，一个单轴和另一个双轴，或两个双轴。此外，分子双轴性和壁相互作用之间的相互作用是非常微妙的：虽然硬壁不利于双轴相的形成，双轴性是对分层过渡，因为我们已经表明，通过比较的限制相行为的圆柱体和长方体。Onsager理论的预测能力进行了检查和确认，通过执行一些计算的基础上基本测量理论。
2010-04-28 cond-mat.soft
Spontaneous ordering of magnetic particles in liquid crystals: From chains to biaxial lamellae
使用蒙特卡罗（MC）的计算机模拟，我们探索的自组装和有序行为的混合，软磁系统组成的小磁性纳米球在液晶（LC）矩阵。最近的实验与胶体棒矩阵的启发，我们专注于球和棒的直径是可比的条件。已经在没有磁场的情况下，LC的顺磁有序可以稳定沿着顺磁或近晶指向矢的磁链的形成，产生具有局部（但没有宏观）磁有序的状态。链，反过来，增加了整体的有序性，反映了复杂的相互作用的结构形成的两个组成部分。增加球的直径的自发单轴订购被取代的双轴层状形态，其特征在于由交替层的棒和垂直于棒的董事取向的磁链。这些新的排序方案在零场表明复杂的反应所产生的混合外部刺激，如磁场和剪切力。
2015-03-28 cond-mat.soft
Unavoidable emergent biaxiality in chiral molecular-colloidal hybrid liquid crystals
针对手性分子-胶体杂化液晶系统的复杂性问题，通过实验结合解析建模与模拟，揭示各向异性胶体内含物即使在低体积分数下也会不可避免地涌现双轴取向，增强系统双轴序，为相关液晶材料研究提供新见解。
2023-04-15 cond-mat.soft
Flexoelectric effect in biaxial nematics
本文利用统计理论研究双轴向列相液晶的偶极挠曲电极化，揭示单轴—双轴转变处Meyer挠曲电系数分裂及新系数产生，并表明其与弹性常数分裂的对应关系。
2011-02-09 cond-mat.soft
Statistical models of mixtures with a biaxial nematic phase
我们考虑一个简单的Maier-Saupe统计模型，其中包含无序自由度来模拟棒状和盘状分子的混合物的相图。淬火分布的形状导致存在一个稳定的双轴晶相，在定性协议与实验结果的一些三元溶致液体混合物。退火的分布，然而，这是更适当的液体混合物，排除了这种双轴相的稳定性。然后，我们使用一个两个温度的形式主义，并假设分离的弛豫时间，表明部分程度的退火已经足以稳定的双轴晶体结构。
2010-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reexamination of the mean-field phase diagram of biaxial nematic liquid crystals: Insights from Monte Carlo studies
通过对平均场论（MFT）简化下的一般哈密顿模型的分析，以及基于微观模型的计算机模拟，对双轴液晶系统的相图进行了研究，旨在了解分子水平相互作用对双轴对称液晶自发凝聚的作用。持续的实验挑战，在实现这样一个系统明确，尽管鼓舞人心的预测，例如MFT，需要更通用的模拟方法，能够提供洞察系统内可能的阻碍障碍，通常收集通过其自由能依赖于相关的可观的系统驱动通过过渡。该小组最近的简要报告[B]。卡马拉·拉塔（Kamala Latha）等人。例如，E89，050501（R），2014]总结了采用熵采样技术进行的详细蒙特卡罗模拟的结果，提出了MFT相图的定性修改，因为哈密顿量被渐近地驱动到所谓的部分排斥区域。有人认为，相邻分子的单轴和双轴张量分量之间的（交叉）耦合的程度起着至关重要的作用，在促进，否则，准备冷凝的双轴相，这表明这可能是一个合理的因素，在解释实验的困难。在本文中，我们进一步阐述了这一点，提供额外的证据，从好奇的变化自由能配置文件相对于相关的取向序参量，在不同的温度括号的相变。
2015-09-13 cond-mat.soft
Effect of cross-coupling on the phase behavior in a biaxial nematic: Insights from Monte Carlo studies
本文用Wang Landau抽样法研究了双轴向列液晶在本质三角形内部的相序。证据表明，存在一个中间单轴相低双轴性的各向同性双轴向相序列。
2015-09-15 cond-mat.soft
Dynamics in field-induced biaxial nematic liquid crystals of board-like particles
双轴向双折射（$N_B$）液晶具有新颖的电光特性和更快的开关时间，被认为是下一代显示器设计的有希望的候选材料。虽然在分子尺度上它们的存在仍在争论中，但由理论和模拟支持的实验证据已经明确证明，合适的胶体颗粒确实可以在特定条件下形成$N_B$流体。虽然这一发现引发了广泛的兴趣，表征的相位行为的$N_B$液晶，显着较少的注意力已致力于研究其传输性能。为了弥补这一差距，通过动态蒙特卡罗模拟，我们已经调查了场致$N_B$相包括单分散硬立方体的平衡动力学。特别是，我们计算了长时间的自扩散系数的长方体在很宽的范围内的各向异性，跨越扁长到扁圆的几何形状。此外，我们已经比较了这些扩散率与那些，在切换外部场关闭，在相同密度下的各向同性或单轴向的稳定的双相测量。我们的研究结果表明，虽然长长方体扩散速度显着加快双轴向列相比在较不有序的流体，我们没有观察到这样的增加与扁长方体在高包装分数。我们表明，这些变化是最有可能的，由于场诱导冻结的轴垂直于的方向，随着大量增加所产生的$N_B$相的顺序。
2022-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Biaxial nematic order in fundamental measure theory
本文应用基础度量理论，为硬圆柱、圆锥和球三角体系统推导自由能泛函，引入双轴序参数，获得取向序相边界，揭示双轴向列液晶相行为及解析研究途径。
2025-03-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Colloidal nanoparticles in liquid crystals: Bulk properties, biaxiality and untwisting in cholesterics
University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主努拉·宾特·阿卜杜勒拉赫曼大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
研究揭示胶体纳米粒子对液态晶体宏观性质、双轴性和胆固醇结构中螺旋结构解扭的影响，通过理论与数值模拟展示其调控光学性质的潜力。
2026-03-01 cond-mat.soft
Molecular simulation study of polar order in orthogonal bent core smectic liquid crystals
利用Monte Carlo分子模拟方法研究了由双核分子组成的正交近晶相液晶的相行为和结构。介绍了一个简单的无热分子模型，描述的基本特征的BCM。得到了单轴和双轴（反铁电）正交近晶之间的相变。结果表明，在单轴近晶相的局部面内极性相关的存在。宏观的单轴-双轴转换是合理的局部极相关性引起的极域。在外加矢量场的作用下，这些极性畴的尺寸变大，其内部有序性增强，导致场诱导的双轴有序-无序转变。
2015-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Domain Walls and Anchoring Transitions Mimicking Nematic Biaxiality in the Oxadiazole Bent-Core Liquid Crystal C7
我们调查的起源二次向错，最近被描述为一个新的证据的双轴向列相在恶二唑的双核热致液晶C7。与分类的光学技术，如偏光光学显微镜，LC PolScope，荧光共聚焦偏光显微镜，我们证明，二次向错代表非奇异域壁形成在单轴晶在表面锚定过渡，其中表面取向的董事从切向（平行于边界板）倾斜。每个畴壁分隔两个区域，其中指向矢在相反的方位角方向上倾斜。在墙的中心，指向矢保持与粘结板平行。通过施加适度的电场可以容易地去除畴壁。的锚定过渡解释的平衡（a）的聚酰亚胺取向层产生的固有的垂直表面锚定和（b）的切向排列所造成的离子杂质形成双电层。该模型是支持的事实，即切线倾斜锚定过渡的温度降低细胞厚度的增加和离子物种（添加盐）的浓度增加。我们还表明，表面对齐的样品的热降解的强烈影响。该研究表明，C7只表现出单轴向的双相，并证明了另一种机制（形成二次向错），通过这种机制，单轴向双相可以模拟双轴向双相行为。
2015-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Statistical theory of elastic constants of cholesteric liquid crystals
本文提出了由刚性短双轴分子组成的胆甾相液晶的统计理论。它是在小密度和小扭转的热力学极限下导出的。单轴（双轴）超导相被认为是单轴（双轴）超导相的畸变形式。详细讨论了相互作用的手征性和旋转矩阵元素的求逆的实现。导出了弹性常数的一般微观表达式。这些表达式包括单粒子分布函数和两体短程相互作用的势能。结果表明，弹性常数决定的相位扭曲。给出了双相和双相的稳定性条件。该理论用于研究一元和二元系统。得到了该体系的序参量、弹性常数和扭曲度随温度和浓度的变化关系。没有研究相分离的可能性。
2009-10-20 cond-mat.soft
Poisson-Bracket Approach to the Dynamics of Bent-Core Molecules
我们推广我们以前的工作具有本地单轴$C_{\infty v}$对称性的极性液晶的相稳定性和流体动力学的双轴系统表现出本地$C_{2v}$对称性。我们的工作是由最近发现的热致性双轴向列液晶的例子，其分子结构的特点是由一个非极性体轴$({\bf{n}})$以及极性轴$({\bf{p}})$沿平分线的弯曲的介晶核心，这是符合一个大的，横向的偶极矩。该系统的自由能不同于双轴向液晶的自由能，因为它包含违反${\bf{p}}\to -{\bf{p}}$对称性的项。我们发现，尽管一般splay不稳定与这些奇偶奇项，一个均匀的偏振双轴态可以是稳定的参数范围内。然后，我们推导出系统的流体动力学方程，通过泊松括号形式主义，在极化状态和相应的线性流体动力学模式的结构上的评论。在我们的泊松括号推导中，我们还计算沿三个对称轴的流动排列参数的微观参数与组成双轴介晶的分子几何形状。
2007-08-25 cond-mat.soft
Effect of particle geometry on phase transitions in two-dimensional liquid crystals
本文利用结合Onsager近似和空间非均匀相基本测度理论的密度泛函理论，研究了自由旋转硬矩形和硬圆盘矩形的相图。我们发现这些模型，这可以归因于他们不同的包装性能的相行为的深刻差异。有趣的是，双峰取向分布函数被发现在硬矩形，这会导致一定程度的双轴秩序，虽然相对于空间有序相亚稳的双相。这个特性在discorectangles中是不存在的，它总是显示单峰行为。这一结果可能是相关的，在最近的实验结果，证实了双轴相的存在。我们预期颗粒形状的一些扰动（在纵横比中的一定程度的多分散性或甚至双峰分散性）实际上可能使空间有序相不稳定，从而使双轴相稳定。
2004-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Nanosecond electro-optics of nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy
我们研究了纳秒电光响应中的一个几何形状，其中所施加的电场$\textbf{E}$修改张量序参量但不改变光轴（导演$\hat{\textbf{N}}$）的取向的液晶。我们使用具有负介电各向异性的晶体，电场垂直于$\hat{\textbf{N}}$施加。场改变介电张量在光学频率（光学张量），由于以下机制：（a）纳秒创建的双轴取向顺序;（b）单轴修改的取向顺序发生在几十纳秒的时间尺度，和（c）淬火的指向矢波动与宽范围的特征时间高达毫秒。我们开发了一个模型来描述所有三种机制的动态。我们设计的实验条件，选择性地抑制的贡献，从波动淬火（c）和双轴顺序效应（a），从而分离的电光响应中的三种机制的贡献。结果表明，该模型能较好地拟合实验数据。该分析提供了液晶如何在纳秒的时间尺度上对强电场做出响应的详细物理图像。这一工作为目前研究双轴取向相提供了有益的指导。也就是说，双轴磁化率的温度依赖性允许人们估计潜在的单轴到双轴相变的温度。波动猝灭的分析表明，在纳秒的时间尺度上，经典模型与恒定的粘弹性材料参数可能达到其有效性的极限。序参量的纳秒电修正效应（NEMOP）可用于需要实现光学特性的超快（纳秒）变化的应用中。
2014-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Dynamics of Uniaxial-to-Biaxial Nematics Switching in Suspensions of Hard Cuboids
场诱导的胶体颗粒的重新取向对于操纵纳米材料的光学性质以用于目标应用特别相关。我们最近已经表明，令人惊讶的微弱的外部刺激能够将立方体颗粒的单轴双相液晶（LC）转变为双轴双相液晶。根据这些结果，在这里，我们施加一个外部场，迫使胶体长方体的重新取向的CPLCs和火花的单轴到双轴的纹理切换。通过动态蒙特卡罗模拟，我们研究了在粒子尺度上施加场（单轴-双轴开关）和去除场（双轴-单轴开关）时的非稳态重取向动力学。我们检测到的响应时间之间的强相关性，是系统重新定位所需的时间，和粒子的各向异性，从棒状到板状的几何形状。有趣的是，自对偶形状的长方体，理论上被认为是最适合于促进相位双轴性的，正好在长方形和扁方形颗粒之间，表现出令人惊讶的慢响应时间，特别是如果与长方形相比。
2021-05-25 cond-mat.soft
Phase behavior of liquid-crystal monolayers of rod-like and plate-like particles
利用基本测度密度泛函理论研究了液晶单分子膜的取向和位置有序性质。形成单层的颗粒被建模为尺寸为$σ$且长度为$L$的正方形截面的硬平行六面体。质量的颗粒中心被限制在一个平面和三个可能的和相互垂直的方向（面内和沿层法线）的单轴轴是允许的。我们发现，单层的结构强烈依赖于颗粒的形状和密度。在棒状形状的情况下，颗粒沿着层法线对齐，以实现每个颗粒的最低可能占用面积。即使在非常低的密度下，该相也是单轴相。相比之下，对于板状颗粒，最低的占据面积可以通过单层中的随机面内有序来实现，即即使在消失的密度下也发生平面内有序。结果表明，在较高的密度下，无序的面内有序是不利的，并且系统经历面内有序转变，形成双轴取向相或结晶。对于某些值的纵横比，单轴-双轴向相变观察到的棒状和板状的形状。对于板状颗粒，双轴取向相的稳定区域随着长径比的减小而增大，而对于棒状颗粒，当长径比大于21.34时，随着密度的增加呈现出单轴-双轴-单轴取向有序化的现象。除此之外，填充分数反转观察到随着表面压力的增加，由于沿层法线对齐。在非常高的密度下，对于这两种形状，α相不稳定为非均匀相（柱状相、近晶相或结晶相）。
2014-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Poincaré-like approach to Landau theory. II. Simplifying the Landau-deGennes potential for nematic liquid crystals
在以前的论文中，我们讨论了如何朗道势（进入朗道理论的相变）可以简化使用庞加莱归一化程序。在这里，我们应用这种方法的Landau-deGennes功能的各向同性液晶转变，不同的液晶相之间的过渡，在液晶。{We特别注意将我们的方法应用于主过渡点附近的区域，详细说明如何通过对我们的庞加莱方法进行适当的简单修改来实现这一点。我们还考虑了双轴相位是否可以直接从完全对称态分支出来的问题，给出了这个方向上的部分结果。
2015-10-19 cond-mat.soft math-ph math.MP
Theory of the dielectric susceptibility of liquid crystals with bent-core molecules
本文提出了极性液晶介电常数的统计理论。分子为棒状或棒状核，但永久偶极矩垂直于分子长轴。利用基于Maier-Saupe方法的平均场论描述了相位的有序性。利用该理论计算了序参量和双折射率随温度的变化关系。得到了四个相的相图：各向同性相、单轴铁电相、单轴铁电相和双轴铁电相。预测了四个临界点。
2011-02-03 cond-mat.soft
Exact equations of state for nematics
我们提出了一种新的方法来解决的非线性波方程系统的序参量的基础上，单轴和双轴相变的发生可以解释为一个二维的冲击波在热力学参数的空间中的传播。本文给出了双轴向列相液晶可积模型的精确状态方程，并证明了在无外场时从各向同性相到单轴相的经典相变是范德华型相变的结果，其中序参量的跳跃是在非零各向同性场中由梯度突变产生的经典激波.状态方程的研究提供了第一个分析描述的丰富结构的向列相相图在外场的存在。
2018-02-10 cond-mat.soft nlin.SI physics.class-ph
Nematic liquid crystals in contact with geometrically and chemically patterned substrates: A Monte Carlo Study
用非Boltzmann蒙特卡罗方法研究了一端为几何图形和化学图形衬底，另一端为具有强锚定的平面衬底的向列型液晶。我们观察到显着的偏离连续为基础的预测的相图，这是研究作为一个函数的倾斜角在顶部基板和厚度的细胞。在较大的倾斜角在顶部基板的双轴性的发病观察。在几何图形和化学图形之间引入的相移对系统中的指向矢结构有显著的影响。
2010-10-15 cond-mat.soft
Waveguide propagation of light in polymer porous films filled with nematic liquid crystals
假设有效径向光学各向异性是双轴的，我们从理论上分析了光在填充有液晶的聚合物基体的圆柱形孔中传播的波导机制。从数值分析的色散关系，波导模式被发现是敏感的各向异性的场致变化。实验研究了在聚合物多孔聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜中填充液晶5CB的电光特性，并将实验结果与理论研究结果进行了比较。
2019-01-17 cond-mat.soft physics.optics
Liquid crystal director fields in three-dimensional non-Euclidean geometries
本文研究了三维弯曲空间中的非欧液晶，并确定了哪些指向矢变形模式与每种可能的非欧几何类型相容。Sethna等人先前的工作表明，双扭曲在平坦空间$R^3$中会受到阻碍，但在超球体$S^3$中可以完美拟合。在这里，我们将这项工作扩展到所有四种变形模式（张开，扭曲，弯曲和双轴张开）和所有八个瑟斯顿几何形状。对于至少一种几何形状，指向矢变形的每个纯模式都可以完美地填充空间。这种分析显示了弯曲空间中每种变形模式的理想结构，这是平坦空间的要求所阻碍的。
2020-06-22 cond-mat.soft
Modeling planar degenerate wetting and anchoring in nematic liquid crystals
我们提出了一个简单的表面势有利于平面简并锚定液晶，即，分子沿平行于表面的任何方向相互平行排列的趋势。我们表明，在最低阶张量的朗道-德热纳序参数，四阶项必须包括在内。我们分析了这种表面势的锚定和润湿性质。在第二阶段，我们发现所需的退化平面锚定，具有正标量序参数和一些表面双轴性。在各向同性相，我们发现，与实验一致，润湿层可能表现出单轴有序与负标量序参数。对于足够大的锚定强度，这种负序过渡到平面简并态。
2006-02-23 cond-mat.soft
Numerical study of surface-induced reorientation and smectic layering in a nematic liquid crystal
基于扩展的Landau理论，数值计算了从取向衬底到“无穷远”范围内，双晶型液晶和近晶型液晶序参量的表面诱导分布。为了得到解在“无穷远”处的光滑性态，通过线性化平衡解附近的朗道能，导出了边界能泛函。我们发现，内禀波数的近晶结构，它起着一个耦合的作用，近晶和近晶顺序，强烈影响董事重新取向。当远离表面时，近晶有序迅速衰减，而单轴向列相序参量在靠近衬底时表现出振荡行为，并伴有非零的局部双轴性。
2000-10-08 cond-mat.soft
The bending of an elastic beam by a liquid drop: A variational approach
本文研究了在弯曲效应占主导地位的情况下液滴与弹性梁的相互作用。我们使用变分方法推导出系统的平衡方程中存在的重力和存在或不存在的接触线钉扎。我们表明，推导出的平衡方程的梁子系统揭示了外力施加在梁上的液相和汽相。其中，在三线（三相相交的曲线）处施加的力被发现沿着液-气界面。
2013-02-01 cond-mat.soft
Chiral Symmetry Breaking in Bent-Core Liquid Crystals
通过分子模拟，我们证明了在双核液晶系统中发现的超长程有序应该揭示出进一步的空间均匀相。其中两种被鉴定为具有$D_{2d}$对称性的四面体双（$N_T$）相和具有$D_2$对称性的手性四面体双（$N_T^*$）相。这些新的相位被发现的四极和八极各向异性相互作用的晶格模型，使用平均场理论和蒙特卡罗模拟。相图显示出四面体（$T$）、$N_T$和$N_T^*$相，以及普通的各向同性（$I$）、单轴双相（$N_U$）和双轴双相（$N_B$）。据我们所知，这是第一个在非层状体系中具有自发手征对称性破缺的分子模型。
2009-02-04 cond-mat.soft
Topological phase transitions in 2-dimensional bent-core liquid crystal models
单轴液晶（LC）的二维（2D）晶格模型中低温拓扑有序相的自发发生被广泛讨论，指出了影响拓扑固定点附近RG流的可疑潜在机制。最近的一项MC研究阐明，先前的交叉导致过渡到双相。交叉被解释为由于一个扰动相关的标度场起源于额外的自旋自由度的发病。作为一个反例，为了支持这一假设，我们现在考虑V形的核心分子与刚性棒状部分连接在一个指定的角度。分子的两个片段与正方形晶格上所有最近邻居的片段相互作用，由双二次相互作用规定。我们用蒙特卡罗方法计算不同观测量的平衡平均值作为温度和样本大小的函数。对于所选择的分子弯曲角和对称的链段间相互作用，2D系统显示了作为T的函数的两个转变：在T1处的较高转变导致与主分子轴相关的缺陷的拓扑有序而没有交叉，赋予由序参量空间的第一基本群$π_{1}$ = $Z_{2}$（反转对称）描述的介质单轴对称性。在T2处的第二个导致显示具有$π_{1}$ = Q（四元数群）的双轴对称的介质。双轴相呈现自相似的微观结构，三个轴呈现幂律相关，随着温度的降低，指数消失。
2021-06-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multimodal nonlinear optical polarizing microscopy of long-range molecular order in liquid crystals
我们展示了方向敏感的多模态非线性光学偏振显微镜能够探测取向，极性，和双轴功能介晶有序软物质。该技术实现了同时成像的宽带相干反斯托克斯拉曼散射，多光子激发荧光，和多谐波产生偏振显微镜模式，是基于使用一个单一的飞秒激光器和光子晶体光纤作为探测光源。我们表明，这种技术的可行性映射的三维图案的分子取向，并在不同的显微镜模式下获得的图像是相互一致的。
2010-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Dynamics of Hard Colloidal Cuboids in Nematic Liquid Crystals
本文利用动态蒙特卡罗模拟研究了扁长液晶中硬胶体长方体的平衡动力学。特别地，我们研究了粒子沿指向矢和垂直于指向矢的扩散，并观察到强烈依赖于粒子各向异性的结构弛豫衰减。为了评估它们的动力学和集体运动的最终发生的高斯性，我们计算两点和四点关联函数，将平行和垂直于方向的扩散系数的瞬时值。我们的模拟结果突出了Fickian和高斯动力学在短时间和长时间的发生，定位在自对偶形状的最小扩散率，粒子的几何形状，将优先稳定双轴向列相，并排除动态相关粒子的存在。
2020-03-06 cond-mat.soft
Orientational transition in nanobridges of nematic liquid crystals in slit pores
本研究利用Monte Carlo模拟表征了狭缝孔中向列相液晶纳米桥的形态，发现随着狭缝间距D增大，纳米桥内发生从单轴到双轴的取向相转变。
2023-04-10 cond-mat.soft
Martensitic-like transition between liquid crystalline and crystalline phases of prototypical discotic organic semiconductor
Rice University（莱斯大学）；Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福同步辐射光源，SLAC国家加速器实验室）；Prairie View A & M University（普雷里维尤A&M大学）
研究了HAT6有机半导体中液晶柱状六方相与晶体相之间通过类似马氏转变的机制进行相变，展示了其方向相关性、结构可逆性和超快动力学特性。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A One-Dimensional Variational Problem for Cholesteric Liquid Crystals with Disparate Elastic Constants
我们考虑一个一维的变分问题所产生的连接模型的液晶。我们的研究的主要特点是假设的扭曲变形的指向矢招致更高的能量惩罚比其他模式的变形。弹性常数的适当比例，然后给出一个小参数$\varepsilon$进入一个由扭曲项增强的艾伦-卡恩型能量泛函。我们考虑当$\varepsilon$趋于零时能量的行为。我们证明了存在的局部能量极小分类的整体扭曲，找到$Γ$ -限制的放松的能量，并表明，它由扭曲和跳跃条款。此外，我们扩展我们的结果，包括情况下，随着$\varepsilon$消失时，双音节距。
2020-08-11 cond-mat.soft math.AP
Fluctuations in confined nematic liquid crystals in a regime of critical wetting
在宏观的朗道-德热纳方法，我们研究了高斯正常模式的波动的半无限大液晶在一个政权的临界润湿。有人认为，表面自由能的潜力，强烈抑制远程的电子顺序有利于绑定双轴向列型董事波动模式的外观，位于由热力学相润湿壁所占据的域。相反，基板增强的取向顺序促进单轴向列定向局部激发的存在。接近相共存温度的两种类型的本地激发强烈软化相比，他们的散装同行，并获得特征尖状低能量谱。这些光谱特性直接连接到平均场界面位置的临界行为，并可以提供一个有价值的洞察力的性质，表面相互作用和临界润湿现象的液晶。讨论了临界界面位置涨落和序电效应可能引起的局域指向矢模性质的变化。
1998-12-05 cond-mat.soft
Monte Carlo Simulation of Liquid-Crystal Alignment and of Chiral Symmetry-Breaking
我们进行了蒙特卡罗模拟研究分子形状对液晶有序性的影响。在我们的方法中，每个模型介晶由几个软球刚性结合在一起。球的排列可以是直的（代表单轴分子），Z形（代表双轴分子），或香蕉形（代表双轴核分子）。使用这种方法，我们调查的平行脊装饰基板的取向相。我们比较宽和窄的脊间距的结果，并检查附近的基板的本地秩序，并表明我们的结果是一致的朗道理论的预测。我们还研究了双核分子体系中的手征对称性破缺。我们发现了一个手性结晶相以及一个非手性近晶-A相，但不是一个手性近晶-C相。
2001-06-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hard-body models of bulk liquid crystals
粒子相互作用的硬模型在理解凝聚态物质的结构中起着至关重要的作用。特别是，它们有助于解释形成的定向相的液体由各向异性分子或胶体颗粒，并继续在制定理论的液体在散装，界面附近和生物物理环境中的极大兴趣。各向异性颗粒的硬模型产生复杂的相图，包括单轴和双轴取向相、非取向相和空间有序相，如近晶相、柱状相或晶体相。此外，他们的混合物表现出额外的有趣的行为，其中分层竞争的取向顺序。在这里，我们回顾了不同的模型中使用的硬颗粒的理论散装各向异性液体，撇开界面性质，并讨论了相关的理论方法和计算机模拟，重点在平衡的情况下的应用。后者包括单组分体相流体，混合物和多分散流体，在两个和三个维度，重点放在液晶相变和复杂的相行为一般。
2014-08-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Polarization gratings in the short-pitch approximation: electro-optics of deformed helix ferroelectric liquid crystals
本文用偏振光栅的一般理论方法研究了变形螺旋铁电液晶（DHFLC）盒的电光特性，其中衍射级的透射和反射矩阵与Floquet谐波方程的演化算符有明确的关系。在短间距近似下，DHFLC单元被示出为光学等效于均匀各向异性双轴层，其中一个光轴垂直于基板。对于面内各向异性，光轴的取向和双折射都由施加在单元上的电压确定，并且表示控制穿过交叉偏振器的垂直入射光的透射率的参数。我们计算的透射率作为施加电压的函数，并比较计算曲线与实验数据。理论和实验结果符合得很好。
2010-11-19 cond-mat.soft physics.optics
Lattice statistical models for the nematic transitions in liquid-crystalline systems
我们研究了一些简单的Maier-Saupe晶格模型（具有离散的微观指向矢方向选择）与最近提出的描述向列型液晶系统相图的双张量形式主义之间的联系。这两个张量的建议是用来制定的统计问题，在完全连接的格点哈密顿，与当地的非线性董事限制在笛卡尔轴。根据相互作用参数的选择，我们重新获得了原始平均场双张量计算的所有主要特征。与一个标准的参数选择，我们得到了众所周知的序列的各向同性，单轴，双轴向结构，与朗道多临界点。与另一组适当选择的参数，我们得到两个三临界点，根据最近的预测的两张量计算。简单的统计晶格模型是很容易的工作，为所有的参数值，目前的计算可以进行超出平均场水平。
2016-08-29 cond-mat.soft
Anisotropic disclination cores in nematic liquid crystals modelled by a self consistent molecular field theory
本文用自洽分子场论研究了双折射液晶的向错组态。该理论是基于张量序参量，并可以容纳各向异性的弹性能量没有已知的分歧，在Landau-de Gennes制定。我们的研究结果与Dzyaloshinsky的Frank-Oseen能量和远离缺陷核心的渐近结果一致，但在距离核心的中间距离处显示双轴有序，在接近核心时，交叉到单轴但各向同性的配置。在我们的能量中考虑的弹性项允许单独控制的表面张力，锚定，和弹性对比度，并用于分析最近的结果溶致变色液晶。后者显示异常大的缺陷核心（在几十微米的顺序），可用于定量比较与理论。我们的计算很好地再现了这两种$\pm 1/2$向错组态。弹性各向异性也被证明会导致向错极化的质的变化，该量与活性物质模型中的活性应力成比例。
2020-06-25 cond-mat.soft
Ferroelectric ordering in chiral smectic C^* liquid crystals determined by nonchiral intermolecular interactions
本文讨论了手性近晶C* 液晶铁电有序的一般微观机制。结果表明，如果介晶分子具有足够低的对称性，自发极化是成比例的双轴矢量序参量的近晶C相之一。该序参量可由对分子手性不敏感的分子间相互作用确定。同时，极化也与赝标参数成正比，如果分子是非手性的，则赝标参数为零。铁电有序的一般统计理论是由两个特殊的模型。第一个模型是基于静电四极-四极相互作用，它使人们能够获得明确的自发极化的解析表达式。在第二个模型中，分子的手性和极性由一对偏离中心的非平行偶极子决定。对于这种情况下，自发极化的数值计算作为温度的函数。该理论提供了一个更一般的解释以前的方法，包括经典的博尔德模型。
2007-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of Banana Liquid Crystal Phases and Phase Transitions
我们研究了新发现的香蕉型（弓形或椭圆形）液晶分子中可能发生的相和相变。我们表明，要完全表征相所表现出的这样的双核心分子的第三秩张量$T^{ijk}$序参数是必要的，除了矢量和双（第二秩）张量序参数。我们提出了一个详尽的列表可能的液相，其特征在于他们的空间对称群和序参数，并编目的普遍性类相应的相变，我们希望发生在这样的双核分子液晶。除了传统的液晶相，如α相，我们预测存在的新的液相，包括自发的手性双$(N_T + 2)^*$和手性极性$(V_T + 2)^*$相，取向有序，但光学各向同性的四面体$T$相，和一个新的双$N_T$相与$D_{2d}$对称性，既不是单轴也不是双轴。有趣的是，各向同性-四面体转变在平均场理论中是{ \em连续}的，但是可能由热涨落一阶驱动。最后，我们讨论这些阶段的近晶类似物和他们的实验签名。
2002-05-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Q-tensor model for electrokinetics in nematic liquid crystals
我们使用变分原理推导出一个数学模型，其中液晶组分描述的第二阶阶张量的液晶电解质。该模型扩展了以前开发的董事为基础的理论和帐户存在的向错和可能的双轴性。我们通过考虑一个简单但说明性的例子，液晶使能电渗流（LCEO）周围的一个固定的介电球形粒子放置在一个大的圆柱形容器的中心充满了一个可再生的电解质，验证了该模型。假设垂面锚定的粒子表面上的粒子和均匀分布的容器的表面上的董事，我们考虑两种配置与向错赤道环和双曲刺猬，分别。计算的电渗流显示出强烈的依赖于指向矢配置和介电常数和电导率的各向异性的液晶使能电动力学的电特性。此外，模拟表明周围的电介质球的空间电荷分离，即使在各向同性的介电常数和电导率的情况下。这与介电球体周围的各向同性电解质所描述的诱导电荷电渗效应是一致的。
2017-04-15 cond-mat.soft
Forces and Variational Compatibility for Equilibrium Liquid Crystal Director Models with Coupled Electric Fields
本文给出了在电场作用下双折射液晶宏观模型中力密度、耦合密度和应力张量的表达式。液晶取向性质和电场之间的耦合被考虑通过一个Oseen-Frank型的自由能表示为一个积分功能的指向矢场和电势场。这里的变分模型也允许一个引力场和一个磁场，这三种常见类型的力场（引力，磁场和电场）之间的差异进行了讨论。还包括在自由能是一个表面锚定的潜力，并探讨其对边界牵引力和力偶应力的影响。假定电场来自保持在恒定电势的电极。包括挠曲电效应，因此，材料不再是线性介电介质。结果表明，欧拉-拉格朗日方程的平衡解满足适当的表达式的力平衡和扭矩平衡，从虚功原理，并连接之间的这一点和有关的想法诺特定理。这里的发展建立在埃里克森理论有关的概念“变分兼容性”，这种连接。比较也取得了广泛的文献在物理学和连续介质力学电磁场/物质相互作用。
2019-09-21 cond-mat.soft
