Engineering Tunable Synthetic Su-Schrieffer-Heeger Chains in Liquid Crystal Microcavities
Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院实验物理研究所);Institute of Applied Physics, Military University of Technology(军事理工大学应用物理研究所);Institute of Chemistry, Military University of Technology(军事理工大学化学研究所)
本文提出了一种在液晶微腔中实现可调合成Su-Schrieffer-Heeger链的方法,通过电压控制极化分裂和光子自旋轨道耦合,展示了其作为有效赝自旋自由度的应用。
2026-05-19 cond-mat.soft physics.optics
Tunable colloid trajectories in nematic liquid crystals near wavy walls
从材料科学到生命系统,控制胶体运动的能力是一个重要的挑战。在这里,通过嵌入能量景观在封闭的液晶,我们设计了一个多功能的平台来定义胶体迁移。这是通过在液晶中放置一个波浪壁来实现的,波浪壁具有交替的山丘和井,以施加一个平滑的弹性能量场,具有交替的张开和弯曲变形。该域产生(Meta)稳定的位点,作为吸引子和不稳定的位点,排斥胶体在距离大的胶体半径相比。利用这些位点附近的能量梯度来指示胶体轨迹。我们展示了这种控制的几个方面,通过研究缺陷配置之间的转换,推进粒子沿明确的路径和利用多稳态系统发送粒子到特定的网站内的域。这种定制的景观在可重构系统和微型机器人应用中具有前景
2018-11-06 cond-mat.soft
Modelling nematohydrodynamics in liquid crystal devices
我们制定了一个格子玻尔兹曼算法,解决了流体力学运动方程的液晶。该方法的适用性证明了两个液晶设备,其中流量有一个重要的作用,发挥开关的结果。
2002-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tunable macroscopic defect patterns induced by a low-frequency AC electric field in ferroelectric nematic liquid crystals
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所)
本研究通过低频AC电场在铁电向列液晶中诱导出可调的二维拓扑缺陷阵列,利用弹性与电场力的竞争实现可控的宏观缺陷图案。
2025-03-31 cond-mat.soft
Tunable wrinkling of thin nematic liquid crystal elastomer sheets
薄弹性板的不稳定性,如褶皱,从基本观点来看,也因为它们在工程应用中的潜力而引起广泛的兴趣。向列型液晶弹性体提供了一种新的形式,通过直接耦合微观自由度,从定向有序的棒状分子,和宏观应变之间的控制这些不稳定性。利用标准的降维方法,建立了弹性体薄板的板理论。然后,我们应用这一理论的皱纹的形成,由于压缩的弹性或流体基板上的一张薄的液晶弹性体的研究。我们发现缩放的褶皱波长的材料参数和所施加的压缩。褶皱的波长被发现是非单调的压缩应变,由于存在的双折射。最后,由于软模式,皱纹出现的临界应力可能比各向同性弹性体高得多,并且非常重要地取决于弹性体的制备方式。
2019-06-24 cond-mat.soft
Directing liquid crystalline self-organization of rod-like particles through tunable attractive single tips
棒状胶体颗粒的分散体表现出过多的液晶态,包括近晶相、近晶A相、近晶B相和柱状相。这种相行为可以通过假定颗粒之间的硬核体积排斥占主导地位来解释。我们在这里展示了如何通过在粒子的一端之间引入弱的和高度局部化的定向吸引相互作用来控制棒状胶体的自组织。这已经通过将丝状病毒的尖端功能化来进行,所述功能化通过将荧光染料区域选择性地接枝到丝状病毒的尖端上来进行,从而产生疏水补丁,其吸引力可以通过改变结合的染料分子的数量来调节。我们表明,在协议与我们的计算机模拟,增加单尖吸引力稳定的近晶相在牺牲的液晶相,使所有其他液晶相不变。对于一个足够强的尖端吸引力,可以完全抑制的α状态,得到一个直接的各向同性的液体到近晶相变。我们的研究结果为低密度下形成的功能结构的合理设计提供了见解。
2019-03-29 cond-mat.soft
Electrically tunable spin-orbit coupled photonic lattice in a liquid crystal microcavity
本研究在嵌入胆甾相液晶的平面微腔中制备了电可调一维偏振相关光子晶体,揭示了均匀平躺螺旋结构带来的带间自旋轨道耦合效应,并通过染料掺杂实现了具备可调特性的圆偏振等激光发射。
2024-07-09 cond-mat.soft physics.optics
Liquid-state structural asymmetry governs species-selective crystallization in multicomponent systems
Tokyo Metropolitan University(东京都立大学);Tottori University(鸟取大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所)
研究揭示液态结构不对称性如何影响多组分系统中物种选择性结晶,通过分子动力学模拟和实验验证,发现高价阳离子更易形成局部晶格兼容的配位环境并被高效纳入晶格生长,从而调控晶格生长速率和组分异质性。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Suppression of crystalline fluctuations by competing structures in a supercooled liquid
我们提出了一个几何表征的无定形液体结构,抑制结晶竞争本地与结晶顺序。为此目的,我们介绍了一种液体的晶体亲和力,一个简单的措施,其倾向于积累局部结晶结构冷却。这个量是明确相关的高温结构的协方差之间的局部波动的晶体顺序和竞争的液体结构:有利于一个结构,由于差的重叠性能,与晶体顺序的相关性降低了液体的亲和力。使用晶格模型的液体,我们表明,这个量成功地预测液体的趋势,无论是积累或抑制局部结晶波动,增加过冷。我们表明,晶体亲和力强烈相关的晶体成核速率和低温液体的晶体-液体界面自由能,使我们的理论的预测工具,以确定容易无定形结构增强玻璃形成能力。
2017-06-19 cond-mat.soft
Liquid crystals and their defects
这些课堂讲稿讨论了液晶的经典模型,以及根据不同模型描述缺陷的不同方法。
2017-09-12 cond-mat.soft
Mathematics and liquid crystals
本文综述了有关液晶的一些数学贡献、思想和问题。
2017-04-02 cond-mat.soft
How Real are Liquid Groundstates? Ultra-Fast Crystal Growth and the Susceptibility of Energy Minima in Liquids
我们计算的程度,在液体中的局部基态的最终结构是一个功能的扰动势的强度在能量最小化。这种结构的敏感性被证明与所观察到的倾向的液体相邻的晶体界面表现出结晶基态,一个功能,已被强烈地链接到观察超快速晶体生长在纯金属和离子熔体。结果表明,随着原子间相互作用势的软化,结构极化率显著增加。
2021-04-09 cond-mat.soft
Tunable photonic Bloch oscillations in electrically modulated photonic crystals
从理论上研究了含非线性复合材料的一维光子晶体中光子布洛赫振荡的发生和可调谐性。由于复合材料的三阶非线性(克尔型非线性)增强,光子在倾斜的光子带内发生振荡,这是通过在这种光子晶体上施加沿垂直于层表面方向变化的梯度外泵浦电场实现的。PBO的可调谐性(包括幅度和周期)可以通过改变场梯度来容易地实现。通过适当的渐变泵浦AC或DC电场,太赫兹PBO可以出现并且覆盖电磁波谱中的太赫兹频带。
2008-10-17 cond-mat.other cond-mat.soft physics.optics
Crystals and liquid crystals confined to curved geometries
本文介绍了二维晶体和曲面上的非线性液晶的弹性理论,这些有序相中拓扑缺陷(向错、位错和褶皱)的能量学,以及缺陷与曲率的相互作用。本章最后介绍了两种情况下的三维三维非线性相位局限于空间与弯曲的边界,即一个环面和一个球壳。
2014-01-20 cond-mat.soft
Theory of defect motion in 2D passive and active nematic liquid crystals
拓扑缺陷的运动是所有液晶动力学的一个重要特征,在活性液晶中尤为突出。理解缺陷运动是一个具有挑战性的理论问题,因为取向顺序的动力学与流体的回流耦合,并且因为液晶具有几个不同的粘度系数。在这里,我们提出了一个粗粒度的,变分的方法,它描述了有效的粒子缺陷的运动。“对于被动液晶,该理论显示了阻力如何取决于缺陷取向,并显示了平移和旋转运动之间的耦合。对于活性液晶,该理论提供了另一种方法来描述由活性系数引起的运动。
2018-11-19 cond-mat.soft
Photoalignment at the nematic liquid crystal - polymer interface: the importance of the liquid crystalline molecular structure
实验研究了液晶分子结构对液晶-聚合物界面光取向过程的影响。已经考虑了在刚性核中仅具有苯基或环己烷环的NLC,以及含有苯基和环己烷基团的NLC。已经发现在光取向过程中的NLC的分子结构的依赖性的实质性差异,支持的假设,即聚合物- NLC接口应被视为一个耦合系统,其中两个组件相互影响对方。一个现象学的解释所观察到的差异。
2020-03-30 cond-mat.soft
Phase-field-crystal model for liquid crystals
基于静态和动态的密度泛函理论,导出了一个包含平移密度和取向度以及局域指向矢场的相场晶体模型.该模型表现出稳定的各向同性,结晶,近晶A,柱状,塑性结晶和取向有序的结晶相。在动力学方面,平移密度是一个守恒的序参量,而取向序是不守恒的。所导出的相场晶体模型可以有效地数值研究液晶中的各种非平衡情况。
2010-06-28 cond-mat.soft
Low-frequency tunable topological interface states in soft phononic crystal cylinders
拓扑声子晶体由于其独特的拓扑保护界面或边缘态而引起人们的广泛关注。然而,一旦设计和制造,它们的工作频率通常是固定的。在这里,我们建议利用软拓扑声子晶体来克服这一限制。特别是,我们设计了一个简单的一维周期性软圆柱波导系统,以实现纵波的机械可调拓扑界面态。为此,我们采用非线性弹性理论及其线性化增量版本来充分考虑系统的几何和材料非线性。我们推导出了叠加在微形变态上的小振幅纵向运动的色散关系。此外,我们的分析结果提供了相应的布洛赫波模式,位移场分布,和信号传输系数的有限圆柱形波导相同或不同的单元格拓扑结构的信息。我们的数值计算结果说明了低频拓扑界面态发生在两个拓扑不同的软声子柱之间的界面。此外,我们表明,在重叠的带隙中的相应的频率可以连续地调整由外力。有限元仿真结果也验证了这一分析结果。最后给出了拓扑相图,说明了调节外负载时拓扑界面态的可调位置和存在条件。低频可调谐拓扑界面态具有显著的场增强效应,在生物医学领域有着广泛的应用前景,如可调谐能量采集器、低通滤波器和高灵敏度探测器等。
2021-07-22 cond-mat.soft physics.app-ph
Geometry of Liquid Crystals and the alignment of HIV-1 virus helical filaments
本文介绍了液晶作为HIV螺旋丝探测器的几何结构。
2007-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling and Computation of Liquid Crystals
液晶是一种典型的软物质,介于结晶固体和各向同性流体之间。液晶的研究在过去的四十年里取得了巨大的进展,无论是在基础科学研究还是在工业上的广泛应用都具有重要意义。本文综述了液晶的数学模型及其相互关系,并综述了寻找液晶丰富构型的数值方法的发展。
2021-04-06 cond-mat.soft cs.NA math.NA
How a Supercooled Liquid Borrows Structure from the Crystal
使用计算机模拟,我们建立了一个过冷的二元原子液体混合物的结构由共同的邻居结构类似于那些发现在平衡晶体相,Laves结构。尽管大量积累的晶体状结构,我们建立的过冷液体代表一个真正的亚稳液体,液体可以借用晶体结构而不被破坏。我们认为,这一特点是否可能是起源的所有情况下的液体的强烈青睐的本地结构。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fluctuation-induced Non-equilibrium Transition in a Liquid-Crystal Metastable System
本文的研究研究朗之万动力学允许液晶和热环境之间的能量交换。这种动力学导致了液晶运动的涨落和耗散行为,从而驱动系统向非平衡演化过程发展。特别地,对于液晶亚稳态系统的操作,波动可以允许相对于能量势垒的激发(非平衡)过渡到全局稳定状态。本文以液晶π组态为例,统计研究了非平衡亚稳跃迁,并给出了跃迁时间与涨落关联的关系。
2010-11-14 cond-mat.soft
Derivation of a three-dimensional phase-field-crystal model for liquid crystals from density functional theory
利用密度泛函理论中的广义序参量梯度展开,我们导出了三维空间中由非极性粒子组成的液晶的相场晶体模型。平移密度和取向方向和有序度都被作为序参量。不同的条款,涉及梯度的序参量在所得的自由能泛函相比,宏观金斯堡-朗道的方法,以及流体动力学描述液晶。我们的方法提供了微观表达式的所有前因子的粒子相互作用。我们的相场晶体模型概括了传统的相场晶体模型的球形粒子的取向度的自由度,并可以作为一个出发点,探索各种液晶相的相变和接口。
2010-07-09 cond-mat.soft
Wetting of cholesteric liquid crystals
从理论上研究了胆甾相液晶在平面衬底上的润湿特性。如果基片和界面的性质使得双折射层不变形,则润湿性质类似于双折射液晶的润湿性质。另一方面,如果锚定条件迫使液晶层变形,则润湿性质改变,自由胆甾-各向同性界面是非平面的,并且存在靠近基板的拓扑缺陷层。根据胆甾相液晶的性质,这些变形可以促进或阻碍衬底被润湿。
2015-07-16 cond-mat.soft
The ground state and the character of the interaction between a colloidal particles in a liquid crystals
本文提出了测定不同液晶中胶体粒子间相互作用性质的一般方法。这种方法的主要思想是把胶体粒子看作指向矢场的基态可能变形的来源。液晶的基态限制了可能的变形,从而决定了胶体粒子之间相互作用的性质。在此基础上,预测了胆甾相液晶中偶极粒子间的类库仑相互作用以及近晶液晶中这种相互作用性质的变化。
2013-11-08 cond-mat.soft
Colloidal Particles at Chiral Liquid Crystal Interfaces
在两种流体之间的界面处捕获的胶体颗粒可以形成各种不同的结构。用液晶代替其中一种流体增加了相互作用的复杂性,并导致更大范围的可能结构。当胶体粒子与液晶相中的缺陷相互作用时,新的行为出现了。在这里,我们讨论的胶体在各向同性界面的模板。
2014-03-19 cond-mat.soft
James Fergason, a Pioneer in Advancing of Liquid Crystal Technology
James Lee Fergason(1934 - 2008)的研究重点是液晶。他的研究对应于软物质科学和液晶技术历史的相关部分。这里讨论他的一些研究。
2013-10-28 cond-mat.soft physics.hist-ph
Microrheology in tumbling nematics of 8CB liquid crystals
采用粒子跟踪法研究了8CB液晶中的被动微流变学,重新定义了液晶中双折射指向矢取向的进动运动。讨论了零剪切条件下存在团簇时翻滚指向矢的物理起源。不同的结构性质(纯的结晶相,presmectic(近晶C和近晶A簇))区分与$G'$对$ω$在8 CB液晶结晶相的特征依赖性。此外,动态粘度观察到平行和垂直分量之间的交叉作为近晶A相的接近。
2015-04-01 cond-mat.soft
Simple models for two-dimensional tunable colloidal crystals in rotating ac electric fields
我们比较了一个新的二维水胶体模型系统的行为与一个简单的数值处理。对于一阶,由面内旋转交流电场引起的胶体之间的吸引相互作用是偶极的,而电荷稳定导致较短范围的Yukawa类排斥。在足够的场强形成的晶体状的“筏”,我们发现实验和蒙特卡罗模拟之间的定量协议,除了在强相互作用系统的情况下,其中有效势的井深超过250倍的热能。晶体状筏的“晶格常数”近似位于有效势的最小值处,由Yukawa和偶极相互作用的总和产生。由于可以用外部电场调节晶格间距,该实验系统具有显示应用。在所施加的电场强度和粒子的静电相互作用的相对范围的限制导致在可调晶格间距的减少,分别为小颗粒和大颗粒。发现使晶格间距可调性最大化的最佳颗粒尺寸为约1000 nm。
2009-04-18 cond-mat.soft
Crystal growth at a liquid-liquid interface upon drop impact
本文研究液滴撞击冷液体浴时液-液界面上晶体的生长动力学,提出晶体以恒定速率出现且速率取决于扩展界面热冲击的模型,并通过量纲为一曲线与实验测量对比验证。
2025-08-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Guest-Tunable Dielectric Sensing Using a Single Crystal of HKUST-1
基于多孔金属有机框架(MOFs)的低k介电材料用于改善微电子中的电绝缘性的兴趣日益增加。在此,我们展示了由HKUST-1单晶构建的MOF介电传感器的概念。我们研究了极性和非极性分子的客体包封效应,通过监测晶体暴露于不同蒸汽(水,I2,甲醇,乙醇)的瞬态介电响应和AC电导率。在<100>100 Hz至2 MHz的频率范围内沿晶体方向测量介电性能。介电数据显示了MOF介电传感器用于区分客体分析物的功效。随时间变化的瞬态响应揭示了纳米级孔中分子包合和排斥过程的动力学。由于介电响应对于所有MOF材料都是普遍存在的(与DC电导率和荧光不同),因此我们的研究结果证明了介电MOF传感器与电阻传感器和基于发光的方法相比的潜力。
2020-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Formation of a Columnar Liquid Crystal in a Simple One-Component System of Particles
我们报告的分子动力学模拟表明,柱状液晶,通常由盘状分子形成,可以形成相同的粒子通过球对称势相互作用。当从低密度各向同性液态等容冷却时,模拟系统进行弱的一级相变,其产生由在垂直于柱轴的平面中以六边形图案排列的平行颗粒柱组成的液晶相。柱内的颗粒形成液体结构,并表现出显着的柱内扩散。进一步冷却导致另一个一阶转变,由此柱结构在三维中变得周期性有序,将液晶相转变为晶体。该结果是在简单的单组分质点系中首次观察到液晶形成。它的概念意义在于,它证明了迄今为止仅在不等轴分子系统中产生的液晶也可以由具有适当调整的原子间势的介观软物质和球形颗粒的胶体系统形成。
2015-03-18 cond-mat.soft
Shape Changes of Liquid Crystal Elastomers Swollen by Low Molecular Weight Liquid Crystal Drops
研究低分子量液晶液滴溶胀LCE薄膜引发的形变,揭示指向矢排布与扩散方向对帽形、拱形及复杂弯曲形状的调控机制,并实现最高30倍提升力的持久致动。
2025-02-14 cond-mat.soft
Direction dependency of extraordinary refraction index in uniaxial nematic liquid crystals
这篇文章提出了一个简单的实验,直接和说明性地证明了双折射。为此,两个液晶单元的设计,这使得在单轴向液晶的非常折射率方向依赖性的定性和定量测量。
2012-11-06 cond-mat.soft physics.ed-ph
Tunability of wire-grid metamaterial immersed into nematic liquid crystal
我们提出了一种电调谐混合超材料,它由特殊的线栅浸入到液晶液晶中组成。该结构的类等离子体介电常数可以由于施加到导线的外部电压对液晶取向的切换而显著变化。根据结构的尺度,该效果可用于微波和光学频率范围。
2007-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rotation of a liquid crystal by the Casimir torque
本文计算了作用在双折射晶体附近的液晶上的Casimir力矩。在该系统中,液晶块体在一个表面上均匀排列,而在另一个表面上被双折射晶体(例如钛酸钡)扭曲。液晶通过各向同性透明材料如SiO $_2$与固体晶体分离。通过改变沉积层的厚度,我们可以观察到延迟对扭矩的影响(这将其与近范围的范德华扭矩区分开来)。我们发现当用35 nm的SiO $_2$分离时,钛酸钡板将使5CB(4-氰基-4-$'$ -戊基联苯)液晶通过其本体旋转10个$^\circ$。测量这种扭曲的光学技术也概述。
2015-04-06 cond-mat.soft quant-ph
Colloidal Inclusions in Liquid Crystals
我们概述了必要的背景,以了解胶体在液晶的相互作用,通过边界条件和拓扑结构。
2015-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Flowing Liquid Crystal Simulating the Schwarzschild Metric
我们展示了如何通过流动的液晶在其双相模拟史瓦西度规的赤道部分。在处于双相的液晶内部,行进的光线感受到有效的度量,其性质分别与液晶的棒状分子的垂直和平行折射率$n_o$ e $n_e$相关联。由于这些指标依赖于液晶的标量序参量,Beris-Edwards流体动力学理论被用来连接序参量与液晶流在每个点的速度。通过这种方式,我们计算径向速度分布,模拟史瓦西度规的赤道部分,在史瓦西半径以外的区域,在液晶的双相。在我们的模型中,较高的流速可以是每秒几米的量级。
2010-11-21 cond-mat.soft gr-qc physics.flu-dyn
Random attractor for the 2D stochastic nematic liquid crystals flows with multiplicative noise
在非周期边界条件下,研究了速度和方向分别受加性噪声和乘性噪声扰动的随机二维液晶流动的长时间行为。这是第一个在速度场为Dirichlet边界条件和取向场为Neumann边界条件下随机双折射液晶长时间行为的结果。
2018-03-28 cond-mat.soft math.AP math.PR