Saddle-splay elasticity and field induced soliton in nematics
Freedericksz跃迁的对称性破缺，当一个均匀排列的π态被一个均匀或周期性畸变的π态取代时，已经被广泛研究过。本文分析了在高于Freedericksz阈值的磁场存在下，鞍展弹性对液晶非线性基态的影响。我们确定了扭结孤子在垂直于孤子初始平面的波矢扰动下线性不稳定时的分岔点。只有当鞍展弹性常数与向列相的弹性模量之比在一常数近似下大于临界值时，才会发生这种失稳|K_{24} /K|>0.707。
2012-03-27 cond-mat.soft
Pattern forming instability induced by light in pure and dye-doped nematic liquid crystals
本文从理论上研究了线偏振的普通光波以小倾角入射到垂直取向的液晶薄层上引起的不稳定性，特别强调了染料掺杂的情况。分析了定常Freedericksz相变后作为二次失稳发生的空间周期性Hopf分岔。
2002-07-03 cond-mat.soft
Electric-Field-Induced Instabilities in Nematic Liquid Crystals
利用Oseen-Frank宏观连续介质理论，对受磁场或电场作用的双相液晶体系进行了模拟，并建立了评价平衡解局部稳定性的一般判据.该判据考虑了电场的不均匀性以及电场和液晶指向矢场的相互影响。该准则表明，不可能在所有情况下，通过简单地将磁参数替换为相应的电参数，从类似的磁场跃迁的公式中获得电场Freedericksz跃迁的不稳定阈值的公式，与标准参考文献中的要求相反。这一发现与[Arakelyan，Karayan，Chilingaryan，Sov.物理学博士，29（1984）202-204]。一个简单的分析测试，以确定当一个电场感应不稳定性可以从定性上不同于类似的磁场感应不稳定性。对于我们研究的系统，它被发现，考虑到电场和导演场之间的充分耦合可以提高或保持不变的不稳定性阈值（永远不会降低它），相比由磁场模拟提供的阈值。提高不稳定性阈值的物理机制是与由基态指向矢场的扰动引起的基态电场的一阶变化相关的附加自由能。给出的例子，涉及经典的Freedericksz过渡和周期性不稳定性。包含在理论中的flexoelectric条款进行了研究，它被发现，这些条款是不能够改变任何经典Freedericksz过渡的不稳定阈值，与已知的结果为splay过渡一致。
2020-05-14 cond-mat.soft
Optically induced orientational transitions in nematics with planar alignment
本文报道了以光强为控制参量，线偏振平面波垂直入射到平面取向介质膜上所引起的动力学现象的理论研究。我们发现平面态的光诱导Freedericksz转变的阈值是问题参数的函数。这一阈值大大低于之前的预期。在主不稳定性之上，取决于层的厚度，指向矢沉降到静止状态或振荡状态。这些状态通过异宿分支在第二阈值处变得不稳定，并且指向矢稳定到新的稳态扭曲态。
2008-10-01 cond-mat.soft
Delayed transitions, promoted states and multistability in a pressure-driven nematic under an electric field
本研究探讨外加压力梯度对经典弗雷德里克兹转变的影响，发现延迟转变、特定指向矢构型促进及压力诱导多稳态，通过Ericksen-Leslie框架揭示其分岔机制，为微流控器件指向矢和流动迟滞提供理论基础。
2025-08-20 cond-mat.soft
Non-monotonous shear rate dependence of dielectric relaxation frequency of a nematic liquid crystal revealed by rheo-dielectric spectroscopy
本文利用流变-介电谱研究向列相液晶在稳态剪切下的介电弛豫，发现介电弛豫频率随剪切率呈非单调变化，揭示了流体动力与介电扭矩竞争导致的集体偶极弛豫机制。
2024-02-19 cond-mat.soft
Thermomechanical effects in uniformly aligned dye-doped nematic liquid crystals
我们从理论上表明，热机械效应在染料掺杂的双折射液晶激光束照射时，可以变得重要，并导致分子重新取向的强度大大低于所需的光学Fréedericksz转变。我们提出了一个1D模型，假设均匀的强度分布在该层的平面，并能够描述这样的热致阈值降低。我们考虑一个特定的几何形状，线性偏振光垂直入射到一层垂直排列的染料掺杂向列相。
2007-01-18 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.optics
All-optical switching and multistability in photonic structures with liquid crystal defects
基于液晶的光学取向非线性，我们证明了具有纯液晶缺陷的一维光子晶体可以作为全光开关器件工作。我们表明，这种周期性结构是负责调制阈值的光Fréedericksz过渡在光谱域中，这导致全光开关和光诱导多稳态。这种效应没有准静态电场的模拟，它是由光与缺陷模之间的非线性耦合引起的。
2007-12-24 cond-mat.soft
Multiple minimum energy paths and scenarios of unwinding transitions in chiral nematic liquid crystals
本文应用最小能量路径方法研究了手性液晶的螺旋解旋相变。转变的机制由MEP通过自由能表面上的一阶鞍点确定。鞍点和初始态之间的能量差给出了跃迁的能垒。两个起始近似的路径被用来找到代表不同的过渡场景的MEP：（a）与平面内螺旋结构的指向矢滑移近似;和（b）锚定断裂近似，涉及深刻的平面外指向矢偏差的结构。结果表明，在足够低的电压下，解绕转变完全由具有平面鞍点结构的指向矢滑移机制控制。当所施加的电压超过其临界值低于Freedericksz转变的阈值时，发现通过锚定断裂转变的附加场景开始起作用。对于这些过渡，鞍点结构的特点是出平面变形的边界面附近的本地化。计算了不同跃迁路径的能垒随电压和锚定能强度的变化。
2019-11-10 cond-mat.soft
Hysteresis, reentrance, and glassy dynamics in systems of self-propelled rods
非平衡态活性物质是由具有短程排斥相互作用的自驱动粒子组成的一个非常有用的小系统，它具有集体运动和非平衡态有序-无序转变的特点，是研究活性物质的一个很好的方法。我们研究了大长径比自推进杆在很宽范围内的填充分数和驱动，以确定非平衡状态图和动态特性。植绒和向列线状态占据了大部分的参数空间。在植绒状态的平均内部压力高，结构和机械松弛时间长，这表明，杆在羊群中的平移玻璃态，尽管整体羊群运动。相比之下，向列线状态显示出类似流体的行为。植绒状态占据的状态图的区域在低和高包装分数分离向列型laning在低驱动和一个历史相关的区域在较高的驱动;向列型laning状态过渡到植绒状态的压缩和膨胀。我们建议，Laning-flocking转变是一种玻璃化转变，与其他玻璃形成系统相比，可以显示流化密度的增加。流体内部动力学和向线状态的弹道输运可能促进杆状微生物的集体动力学。
2015-09-25 cond-mat.soft
Periodically Aligned Liquid Crystal: Potential application for projection displays
考虑了在横向上以固定速率q调制各向异性轴的双液晶（NLC）层。如果该层局部构成半波片，则薄屏近似预测法向入射波的100%有效衍射。实施这样的层通过锚定在两个表面的细胞厚度L的可能性进行了研究，作为一个函数的参数qL和阈值的这个参数被发现在各种情况下。通过数值模拟，发现指向矢结构与理想的指向矢结构相比存在畸变。Freedericksz转变研究了这种配置。耦合模理论被应用到光传播通过这样的细胞允许考虑走离效应和影响的双折射失真。总之，这种单元被建议作为投影显示的手段;预测高效率。
2005-08-23 cond-mat.soft
Increasing the magnetic sensitivity of liquid crystals by rod-like magnetic nanoparticles
研究了以4-（反式-4 '-正己基环己基）-异硫氰酸根合苯（6CHBT）为液晶基元的铁试剂的磁性Fréedericksz跃迁。6 CHBT掺杂不同尺寸和体积浓度的棒状磁性颗粒。所制备的铁试剂中磁性颗粒的体积浓度为$ϕ_1$ = 10 $^{-4}$和$ϕ_2$ = 10 $^{-3}$。通过电容测量观察到的结构变化，表明浓度，形状各向异性，和/或磁性颗粒的大小对这些铁磁化合物的磁响应的显着影响。
2014-01-08 cond-mat.soft
Temperature Dependence of Anchoring Energy of MBBA on SiO-Evaporated Substrate
本文用磁Freedericksz跃迁技术研究了双折射液晶MBBA在SiO倾斜蒸发衬底上的锚定能和界面指向矢取向的温度行为。确定了表面锚定能唯象模型中系数的温度依赖性。
2001-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Formation of a fast "lane" for positional transition in a microparticle-suspended nematic liquid crystal cell
本文在利用格林函数方法对总能量进行数值计算的基础上，发现外加电场对微粒悬浮液晶盒的作用，如果达到一个临界值，结合其方向、表面锚定特性和分子介电各向异性，就有可能在微粒周围产生一个各向异性的“气泡”，并形成一条垂直的快“道”，其中微粒可以在不对称浮力的驱动下，从细胞的中平面迅速垂直移动到新的平衡位置，触发作者先前发现的位置转变。这种新的平衡位置是通过浮力和由沿着“通道”的弹性能量梯度在微粒上建立的有效力之间的竞争来决定的。外场的阈值取决于厚度$L$和Frank弹性常数$K$，并且以类似于Fréedericksz的方式但通过因子略微取决于微粒尺寸和密度。对于平面取向的双折射液晶盒，当外加电场方向（a）垂直于分子介电各向异性为正的盒的两个平板，或（b）平行于分子介电各向异性为负的盒的两个平板和锚定方向时，发现了转变的双折射平衡结构。除了垂直快速“车道”的形成外，当施加的电场平行于两个板并且垂直于锚定方向时，悬浮在双折射液晶中的微粒倾向于被捕获在中平面中，而与分子介电各向异性的符号无关。这种现象也发生在负分子介电各向异性，而外部施加垂直于两个板。
2020-02-12 cond-mat.soft
Multi-Particle Collision Dynamics Algorithm for Nematic Fluids
在有限的，流动的液晶内的传输，自组装和缺陷动力学的研究需要通用的和计算效率高的介观算法来考虑波动的线虫流体动力学相互作用。提出了一种基于多粒子碰撞动力学（MPCD）的二维和三维液晶流体动力学和指向矢场的数值模拟方法。向列-MPCD方法被示出为成功地再现的液晶的特征，包括向列-各向同性相变与滞后在3D中，缺陷动力学，各向同性弗兰克弹性系数，翻滚和剪切对齐制度和边界条件依赖的序参量字段。
2015-04-18 cond-mat.soft
Dielectric Hysteresis, Relaxation Dynamics, and Non-volatile Memory Effect in Carbon Nanotube Dispersed Liquid Crystal
液晶的自组织特性可以用来在宏观尺度上模板化碳纳米管。耦合到分散的CNT长轴的非线性指向矢场使得能够使用LC对准技术的公认方法（例如图案化电极表面、电场和磁场）进行受控的指向矢重定向。电场诱导的液晶与碳纳米管系统的指向矢旋转是潜在的利益，由于其可能的应用，作为一个纳米机电系统。LC+CNT复合材料的弛豫机制，在去除所施加的场，揭示了这种各向异性系统的内在动力学。介电滞后和介电常数的温度依赖性一致地显示了LC+CNT系统在介电相中的铁电类型行为。LC分子在CNT壁上的强表面锚定导致在各向同性相中形成局部孤立的伪电畴。这些畴是各向异性的，对外部场作出响应，但是在关闭场时不会松弛回到原始状态，显示出非易失性记忆效应。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Effective pair interactions between colloidal particles at a nematic-isotropic interface
利用Landau-de Gennes自由能理论研究了平行圆柱胶体粒子在向列相-各向同性界面处的相互作用。我们发现有效相互作用势是非单调的。由于拓扑缺陷的产生/湮灭，相应的力-距离曲线在接近/分离时表现出跳跃和滞后。最小化的结果表明，一个简单的经验对潜在的有效的胶体-胶体在界面上的相互作用。我们建议，界面介导的相互作用可以发挥重要的作用，在自组织和聚集的胶体粒子在这样的接口。
2005-01-24 cond-mat.soft
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
Dynamics of a sheared twist bend nematic liquid crystal
本文研究了一种扭转弯曲型液晶$(N_{TB})$液晶的流动行为。在一定的温度和剪切速率（$\dotγ$）范围内，它显示出三种不同的剪切应力（$σ$）响应。在I区，$σ\sim\sqrt{\dotγ}$，在II区，应力显示出平台，其特征为幂律$σ\sim{\dotγ}^α$，其中$α\sim0.1-0.4$和在III区，$σ\sim\dotγ$。随着剪切速率的增加，$σ$从区域I到区域II连续变化，而从区域II到区域III不连续变化，具有滞后性。在高原（区域II），我们观察到一个动态的应力波动，表现出规则的，周期性和准周期性振荡下的应用程序的稳定剪切。在我们的实验中观察到的时空动力学是接近那些在剪切致热流体的理论预测。
2021-07-30 cond-mat.soft
Young and Young--Laplace equations for a static ridge of nematic liquid crystal, and transitions between equilibrium states
出于需要更好地了解系统，涉及一个液晶，固体基板，和一个被动的气体，包括基板-基板-气体三相接触线之间的接口，我们分析了一个二维静态脊的固体基板上休息的被动气体的气氛。具体来说，我们得到了第一个完整的理论描述，这个系统，包括Einstein Young和Young-Laplace方程，然后，假设锚定断裂发生在区域附近的接触线，我们使用Einstein Young方程来确定连续和不连续的过渡之间发生的平衡态的完全润湿，部分润湿，完全去湿。特别是，除了连续的过渡类似于那些发生在经典的情况下的各向同性液体，我们发现了各种不连续的过渡，以及接触角滞后，和区域的参数空间中存在多个部分润湿状态，不发生在经典的情况下。
2021-11-15 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
Ferri- and Ferro-Electric Switching in Spontaneously Chiral Polar Liquid Crystals
本研究发现首个自发手性铁电向列相分子的极性近晶中间相为螺旋形且织构形态因热历史变化，两种手性相均有场诱导相变，近晶相首次呈现伪亚铁电开关，螺旋形成含一级和二级相变。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Calorimetric study of the nematic to smectic-A phase transition in octylcyanobiphenyl-hexane binary mixtures
用高分辨交流量热法研究了液晶辛基氰基联苯（8 CB）和非介晶低分子量溶剂正己烷（hex）二元混合物中连续的顺磁-近晶-A（N-SmA）相变随温度和溶剂浓度的变化。在纯的和六个8 CB +hex样品上重复进行关于N-SmA转变温度的加热和冷却扫描，所述样品具有范围从x_{hex} = 0.02至0.12的己烷摩尔浓度。在该x_{hex}范围内的所有8 CB +hex样品保持宏观混溶，并表现出N-SmA热容峰，其随着x_{hex}增加非单调地向较低温度移动并在形状上演变，具有可再现的滞后。热容的虚部保持为零，直到x^{TCP}_{hex} \simeq 0.07$，在该值以上观察到明显的峰，对应于实焓和虚焓的跳跃。一个简单的幂律分析揭示了一个从0.30到0.50平滑增加的有效指数，振幅比A^{-}/A^{+} \rightarrow 1为x_{hex} \rightarrow x^{TCP}_{hex}。所观察到的这种由溶剂浓度驱动的朝向N-SmA三临界点的交叉与先前的结果一致，并且可以理解为液晶分子间势的减弱促进了增加的N-SmA波动。
2010-07-05 cond-mat.soft
Director Field Configurations around a Spherical Particle in a Nematic Liquid Crystal
我们研究了浸没在均匀排列的液晶中的球形粒子周围的指向矢场，并假设分子在粒子表面具有垂面取向。三种结构是可能的：一个偶极子，土星环，和表面环配置，我们调查通过数值最小化的弗兰克自由能补充磁场和表面项。在偶极结构中，这是绝对稳定的结构，为微米尺寸的颗粒和足够强的表面锚定，扭转转变被发现和分析。我们表明，从偶极到土星环配置的过渡是通过减小颗粒尺寸或通过施加磁场引起的。讨论了亚稳效应和与磁场有关的磁滞现象。当表面锚定强度W减小时，表面环结构出现。它也有利于一个大的鞍展常数K_24。与Poulin等人最近的实验相比，给出了W的下限，即，在表面活性剂十二烷基硫酸钠存在下，水和戊基氰基联苯（5CB）的界面W > 0.6 erg/cm ^2。
1998-11-16 cond-mat.soft
Nematic Anchoring on Carbon Nanotubes
碳纳米管（CNT）在液晶（LC）中的稀悬浮液不会干扰LC指向矢。由于LC-CNT具有较强的锚定能和结构对称性匹配，CNT长轴遵循指向矢场，具有增强的介电各向异性。这种强大的锚定能量稳定了局部的伪介电畴，导致各向同性相中的非零介电各向异性。这些各向异性畴响应于外部电场并显示出固有频率响应。这些域的存在使得各向同性相场响应，从而产生大的介电滞后效应。
2009-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Colossal Dielectric Permittivity and Superparaelectricity in phenyl pyrimidine based liquid crystals
本文通过苯基嘧啶和腈基取代改造铁电向列相原型 DIO，合成出偶极矩高达 14.8 D 的液晶分子，首次在流体中发现无滞后的超顺电性及巨介电常数，并展示其在超级电容器储能中的应用潜力。
2024-11-07 cond-mat.soft
Steady-state hydrodynamic instabilities of active liquid crystals: Hybrid lattice Boltzmann simulations
我们报告的混合格子玻尔兹曼（HLB）模拟的流体动力学的活性液晶夹在限制壁与各种锚定条件。我们确认存在一个被动相和主动相之间的过渡，其中有自发流动的稳定状态。在流动取向液晶的情况下，对于足够“可伸展”的棒，以及对于流动翻滚材料的情况下，对于足够“可收缩”的棒，可以实现这种转变。在一个准一维的几何形状，在流动对齐材料的活动阶段的深处，我们的模拟给出了滞后和历史相关的稳定状态，以及自发带状流的证据。相反，流动翻滚的材料会重新排列，只有两个边界层处于稳定状态。具有周期性边界条件的二维模拟显示了额外的不稳定性，自发流动表现为由“对流卷”组成的模式。这些结果表明一个显着的丰富性（包括依赖于锚定条件）的活性材料的稳态相行为，即使在没有外部强迫，他们没有对应的被动向列相。我们的HLB方法，它结合了格子玻尔兹曼的动量输运与有限差分格式的序参量动力学，提供了一个强大的和有效的方法，用于探测复杂的流体动力学行为的活性向列相。
2007-08-15 cond-mat.soft
Evolution of the isotropic to nematic phase transition in octyloxycyanobiphenyl+aerosil dispersions
高分辨率交流量热法已进行了分散的气溶胶在液晶辛氧基氰基联苯（8OCB）作为一个功能的气溶胶浓度和温度跨越晶体各向同性相。液晶8OCB是弹性刚性比以前研究的辛基氰基联苯（8CB）+aerosil系统，因此，一般淬火随机无序效应和液晶的具体效果可以区分。在各向同性到双相相变处观察到双热容特征，其中热容量翼远离转变的气溶胶独立重叠，并且具有转变温度的非单调变化。对于8OCB+aerosil，观察到低和高aerosil密度行为之间的交叉。这些特征与8CB+aerosil系统的特征基本一致。这两个系统之间的差异的转变温度变化的幅度，热容抑制，和交叉气溶胶密度之间的两个制度的行为表明一个液晶特定的效果。低气溶胶密度区域明显比高气溶胶密度区域更取向无序，高气溶胶密度区域更取向无序。这些结果的基础上的温度依赖的无序强度的解释进行了讨论。最后，详细的热滞后研究发现，结晶均匀的样品扰动和增加低气溶胶密度样品的无序，但不影响高密度样品。
2003-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Discontinuous transition to active nematic turbulence
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Center for Systems Biology Dresden（德累斯顿系统生物学中心）；University of Cape Town（开普敦大学）；Cluster of Excellence Physics of Life, TU Dresden（德累斯顿工业大学生命物理卓越集群）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Universitat de Barcelona Institute of Complex Systems (UBICS)（巴塞罗那大学复杂系统研究所）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究高级学院）
研究发现无约束条件下活性取向流体的湍流过渡是不连续的，通过模拟发现活动性参数A*≈4900时出现突变，且存在双稳性和滞后效应。
2026-01-07 cond-mat.soft nlin.CD physics.bio-ph
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
Thermoviscoelasticity of polydomain liquid crystal elastomers regulated by soft elasticity
Northeastern University（东北大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究多域液晶弹性体在复杂热力学历史下的热粘弹性响应，提出结合实验与理论的模型，揭示软弹性与聚合物网络粘弹性的作用机制，为设计新型材料提供理论基础。
2026-05-12 cond-mat.soft
Depinning and nonequilibrium dynamic phases of particle assemblies driven over random and ordered substrates: a review
我们回顾了在随机或周期性衬底上驱动的集体相互作用粒子系统的脱钉和非平衡相。这种类型的系统与II型超导体中的涡旋、滑动电荷密度波、电子晶体、胶体、条纹和图案形成系统以及skyrmions有关，并且还可能与干扰、玻璃行为和活性物质有关。这些系统是理想的探索表征瞬态和稳态非平衡流相以及不同的动态相之间的非平衡相变，类似于不同的平衡态之间的相变更广泛的问题。我们讨论了弹性和塑性脱钉随机基板和不同类型的非平衡相，产生的速度-力曲线，波动谱，标度关系，和本地或全球的粒子排序的功能。我们描述了这些量如何根据尺寸，各向异性，无序强度和滞后的存在而变化。在移动相，我们讨论从液态到动态有序的移动晶体，近晶，或nanostates状态的过渡。具有周期或准周期衬底的系统在混沌相和相干相之间的运动状态中可以具有多个非平衡转变，并且可以表现出滞后。我们还讨论了竞争排斥和吸引力的相互作用，经过动态过渡到条纹和其他复杂的形态时，驱动随机基板的系统。在整个这项工作中，我们强调开放的问题和未来的方向，如吸收相变，非平衡工作关系，惯性，非耗散动力学的作用，如马格努斯效应，以及如何将这些结果可以扩展到更广泛的问题，在晶体，非晶态固体的塑性，和干扰现象。
2016-02-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
