A non-traditional view on the modeling of nematic disclination dynamics
非奇异向错动力学在单轴向列液晶建模的数学框架内的运动学是一个直接延伸的经典方式来识别这些线缺陷的奇异性的单位矢量场表示的方向盘。众所周知，对于含有向错线缺陷的组态，普遍接受的Oseen-Frank能量是无穷大的。我们设计了一个自然的增强的Oseen-Frank能源占物理的情况下，在某些条件下，无限的董事梯度有零相关的能量成本，将是必要的建模半整数强度向错的董事理论的框架内。平衡和动态（在没有流动）线缺陷的研究在所提出的模型。使用适当的初始/边界数据，这种能量的梯度流动力学导致非奇异，线缺陷平衡的解决方案，包括那些半整数强度。然而，我们表明，这种能量的梯度流动动力学是不能够充分描述缺陷的演变。基于与固体中位错动力学的相似性，提出了一种新的二维向列相向错动力学模型。该模型是基于扩展的Oseen-Frank能量，并考虑到热力学和运动学的缺陷拓扑电荷守恒。我们通过对向错平衡、湮灭、排斥和分裂的计算来验证这个模型。我们表明，我们设计的能量函数，适当的解释，可以作为以及为模型的平衡和动力学的位错线缺陷在固体中，使本文的结论有关的固体和液晶的力学。
2016-03-06 cond-mat.soft
Fluctuations of topological disclination lines in nematics: renormalization of the string model
对于完备的拓扑张量序参量，求解了强度为$\pm 1/2$的拓扑向错线的涨落本征模问题。评估了缺陷线的线张力概念，正确定义了线张力。精确的弛豫速率和热振幅的波动被确定。结果表明，在简单的弦模型的缺陷线的热涨落的幅度显着低估，由于忽略了更高的径向模式。其他系统具有线缺陷的结果的普遍性的程度进行了讨论。
2004-05-18 cond-mat.soft
Defects in Crystalline Packings of Twisted Filament Bundles: I. Continuum Theory of Disclinations
基于柱状材料的非线性连续弹性理论，我们发展了扭曲二维有序纤维束中面内有序和面外几何结构之间的耦合理论。我们表明，扭曲的纹理的长丝骨干必然会引入应力束的横截面包装，这些应力是正式等效的几何诱导应力薄的弹性片，被迫采取球面曲率。如在弯曲膜上的晶体顺序的情况下，几何诱导的应力弹性耦合到平面内顺序中的拓扑缺陷的存在。我们导出了具有固定扭曲的丛的截面中的多向错缺陷的有效理论，并表明在超过临界扭曲度时，在弹性能基态中一个或多个5重向错是有利的。本文基于平衡态和非平衡态截面有序模型，研究了多向错填料的结构和热力学。
2011-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Defect kinetics and dynamics of pattern coarsening in a two-dimensional smectic-A system
采用高阶Landau-de Gennes型自由能模型对各向同性/近晶-A相变的粗化过程进行了二维模拟。近晶向错，基本位错，和总位错含量的缺陷湮没法确定。计算的取向相关长度和向错密度的演变被认为是与以前的实验观察表明，向错相互作用占主导地位的粗化过程中的协议。近晶向错运动的机制，有限的吸收和发射的基本位错，被发现是由曲率壁连接相互作用的向错促进。在粗化过程的中间时刻，观察到分裂芯位错的形成和显示有效的向错四极结构的相互作用。这项工作提供了一个框架，为进一步了解的形成和动态的不同的一套曲率缺陷观察到的近晶相液晶和其他层状材料系统。
2008-05-23 cond-mat.soft physics.chem-ph
Point-defect haloing in curved nematic films
本文研究了具有高斯凸点几何形状的双折射液晶膜的点向错能与表面曲率调制之间的相关性。由于这种相关性，向错会感受到一种吸引力，这种吸引力将它们限制在一个环形区域内，从而导致凸起顶部周围的晕圈分布。晕圈的形成是凸块的非零高斯曲率的直接结果，该凸块的非零高斯曲率影响向错核周围的液晶分子的优选构型。
2010-01-06 cond-mat.soft
Field-induced motion of nematic disclinations
液晶中的单个缺陷不仅响应于与其他缺陷的相互作用而移动，而且响应于外部场而移动。我们分析了存在一个强度为$H$的外加场时楔形向错的运动。我们忽视回流，寻求稳定的旅行模式。静止图像产生强度为$π$的半无限壁，以缺陷线为界。我们发现，向错推进到该地区的速度$v(H)$，其中$v$规模为$H/|\log H|$，只要磁相干长度大于核心半径的壁。当外加场存在于一对向错中时，它们的动力学受到强烈的影响。我们计算出了作为距离和场的函数的向错的预期相对速度。向错相互湮灭的自然趋势可以通过适当定向的足够强的场来克服。
2004-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the Disclination Lines of Nematic Liquid Crystals
液晶中的缺陷具有重要的实际意义和理论意义。尽管人们做了大量的工作，但在各种拓扑约束和外场条件下预测缺陷的位置和转变仍然是一个挑战。在Landau-de Gennes模型下，研究了不同边界条件下三维球形液滴和二维圆盘中的双折射液晶缺陷图案。我们实现了一个频谱方法，数值求解朗道-德热内模型具有高精度，这使我们能够研究详细的静态结构的缺陷。我们观察到五种类型的缺陷结构。其中1/2向错线是低温下最稳定的结构。受数值结果的启发，我们解析地得到了向错线的轮廓。此外，还讨论了Landau-de Gennes模型和Oseen-Frank模型下缺陷模式的联系和区别。最后，本文从四个方面总结了朗道-德热纳理论中缺陷的一些重要特征。这项工作是一个持续的努力，以加深我们对缺陷模式的理解，在液晶液晶。
2014-08-25 cond-mat.soft math-ph math.MP
Approach and rotation of reconnecting topological defect lines in liquid crystal
本文研究液晶中两条非共面、以有限角度接近的三维向错线重连，揭示间距平方根定律与夹角衰减，并结合理论和模拟指出向错形变可解释相对迁移率的定量偏差。
2024-06-17 cond-mat.soft
Dislocations, disclinations, and metric anomalies as sources of global strain incompatibility in thin shells
应变不相容方程讨论了非线性Kirchhoff-Love壳的不均匀性的来源，由于分布的拓扑缺陷，如位错和向错，和度量异常，如点缺陷，热应变，和生物生长。给出了三维欧氏空间中等距可嵌入的所有有边界或无边界拓扑曲面的不相容方程。
2017-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Aharonov-Bohm Effect and Disclinations in an Elastic Medium
在这项工作中，我们调查准粒子的背景下，在固体中的缺陷使用的几何理论的缺陷。在此背景下，我们利用平行输运矩阵来研究Aharonov-Bohm效应。对于在这种有效介质中运动的准粒子，我们证明了类似于引力Aharonov-Bohm效应的效应。我们分析了这种效应在弹性介质中的一个和$N$缺陷。
2006-01-04 cond-mat.soft hep-th
Molecular simulation and theory of a liquid crystalline disclination core
本文对具有垂面锚定的圆柱形液晶进行了分子模拟。本文研究了强度为+1的向错线缺陷的核心结构，并与统一提出的各种理论处理方法作了比较。结果发现，良好的拟合的圆柱对称的顺序张量配置文件可以获得与适当的参数选择，尽管如此，在模拟的时间尺度上，圆柱对称的核心被打破，两个缺陷的强度+1/2可以解决。
2002-03-05 cond-mat.soft
Orientational correlations in active and passive nematic defects
本文研究了活性液晶中+1/2向错取向有序的出现。使用理论和实验相结合的方法，我们表明，+1/2向错有短程反铁磁排列，作为一个结果的弹性扭矩来自他们的极性结构。然而，中间-1/2向错的存在将这种相互作用从反对准转变为在小于相似符号缺陷之间的典型距离的尺度上的对准。没有观察到长程取向顺序。引人注目的是，这些效应对材料特性不敏感，并且在性质上与被动向列型液晶中的缺陷相似。
2021-11-05 cond-mat.soft
Nematic braids: topological invariants and rewiring of disclinations
传统的量子序参量基本群的拓扑描述并不能充分解释量子胶体中所观察到的纠缠缺陷线结构。我们引入了一个新的拓扑不变量，自链接数，使一个完整的分类纠缠缺陷线结构在一般向列相，即使没有粒子，并证明我们的形式主义使用胶体二聚体，纠缠结构已被观察到。我们还推出了一个简单的重新布线计划的正交交叉的两个-1/2向错，基于四面体旋转的两个相关的向错段，使我们能够预测可能的braids和计算他们的自链接数。
2011-04-12 cond-mat.soft
Contact Topology and the Classification of Disclination Lines in Cholesteric Liquid Crystals
本研究运用接触拓扑学对胆甾型液晶的缺陷线做拓扑分类，揭示紧与过扭转向错线的本质区别，发现紧向错线的守恒拓扑层数，阐明手性阻碍缺陷线逸出及相关实验结构的形成机制。
2022-12-02 cond-mat.soft
Disclination-mediated thermo-optical response in nematic glass sheets
向列相固体强烈地响应于环境热或光的变化，在平行于和垂直于指向矢的方向上显著不同。这种现象的特点是均匀的导演领域，但不是缺陷纹理。我们分析的弹性基态的玻璃在膜近似作为温度的函数的一些向错缺陷的眼睛可逆地诱导三维形状从平板材料，在纳米尺度的所有方式的宏观对象，包括非可开发的表面。后者提供了一个新的范例，通过在薄系统中的可切换拉伸致动。
2010-04-22 cond-mat.soft
Topological Defects in Twisted Bundles of Two-Dimensionally Ordered Filaments
在绳、缆和束中的丝的扭曲组件是在宏观材料以及活生物体的细胞和组织中广泛使用的基本结构元件。我们开发了独特的，非线性弹性性能的扭曲的丝束，来自二维线有序材料的一般属性。连续弹性揭示了由束扭曲引起的弹性应力和由弹性薄板的正曲率引起的弹性应力之间的形式等价性。这些几何诱导的应力可以通过晶格堆积中的5倍向错缺陷来屏蔽，并且我们预测了与圆柱束中的整数个向错相关联的离散谱弹性能基态。最后，我们表明，弹性能基态是非常敏感的缺陷的横截面中的位置，偏心向错驱动整个束屈曲，采用全球扭动配置。
2010-05-10 cond-mat.soft
Continuous Transition of Defect Configuration in a Deformed Liquid Crystal Film
我们调查积极有利的配置点向错在具有凸点几何形状的薄膜。凸块宽度Δ的逐渐扩大引起向错的稳定位置从凸块的顶部到边缘的突然移动。在阈值Δth上观察到的位置偏移服从幂律函数：|Δ-Δth|，表明一类新的连续相变，控制在弯曲的薄膜中的缺陷配置。
2010-10-06 cond-mat.soft
Defects and Metric Anomalies in Föppl-von Kármán Surfaces
本文提出了一个一般的框架来研究在给定的缺陷分布（如位错、向错和位错）和度量异常（如热应变和生长应变）下F{<$} ppl-von K{á}rm{á}n扁壳的变形和应力响应。该理论包括位错和向错，其缺陷线既可以穿透二维表面又可以位于表面内。该理论的一个重要方面是推导出拉伸和弯曲应变与各种缺陷和度量异常密度的不相容源的应变不相容关系。将不协调关系与平衡定律和本构假设相结合，得到了扁壳的非齐次F{<$} ppl-vonK {á}rm{á}n方程。几个边值问题的提出，并解决数值，首先考虑只位错，然后再加上生长应变向错。
2022-08-16 cond-mat.soft
Colloidal templating at a cholesteric - oil interface: Assembly guided by an array of disclination lines
我们模拟胶体（半径$R \sim 1μ$ m）之间的界面处捕获的胆甾相液晶和不混溶的油，在那里的螺旋顺序（间距p）在散装冲突的界面处诱导的取向，稳定有序阵列的向错。对于指向矢场在胶体表面的弱锚定强度W，这产生了一个模板，有利于颗粒位置在缺陷线的顶部或中间，这取决于$α= R/p$。对于小的$α$，光学显微镜实验证实了这一点，但对于较大的$α$没有看到模板。这可能源于出现在中等W的一个崎岖的能源景观与缺陷重连。
2013-11-08 cond-mat.soft
Role of disclinations in determining the morphology of deformable fluid interfaces
我们研究的平衡形状的囊泡，与平面内的有序，使用蒙特卡洛计划，并表明，高度弯曲的形状，如管和光盘，具有惊人的相似性，由某些曲率敏感外周膜蛋白产生的结构，可以自发产生的各向异性方向曲率与向异性向错发挥重要作用。我们发现，双阶和局部曲率之间的耦合可能会导致类似的缺陷向对方移动，不一样的缺陷远离，从而导致管的形成。热致缺陷对的产生导致分支管状结构。它还表明，螺旋排列的膜管，与周围的螺旋场，是一个占主导地位的软模式的系统。
2012-02-15 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Topological aspect of disclinations in two-dimensional melting
利用拓扑流理论研究了二维系统熔化过程中向错的内部拓扑结构。从二维弹性力学理论出发，得到了齐次方程中拓扑缺陷的拓扑流。研究了向错的演化，给出了向错产生、湮灭、交叉、分裂和合并的分支条件。
2009-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entangled nematic disclinations using multi-particle collision dynamics
本研究采用介观尺度多粒子碰撞动力学方法，模拟嵌入涨落向列流体介质中的可移动胶体表面，解析向错环拓扑性质与非平衡态，为胶体及拓扑缺陷动力学研究提供新途径。
2024-04-14 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
Inverse Design of Parameter-Controlled Disclination Paths
本研究针对向列相液晶向错的调控问题，基于已有模型求解了平行板结构下向错轨迹的正向预测与参数可控路径的逆向设计问题，给出图案构建方法并分析约束，为相关实验与技术应用提供支撑。
2025-08-04 cond-mat.soft
Transitional patterns on a spherical surface: from scars to domain defects of mixed lattices
本研究通过分子动力学模拟和弹性模型，揭示了球面混合六方-四方晶格中四种位错形态，并确认桥接立方态为能量优选的新结构。
2025-09-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Generation of vector beams with liquid crystal disclination lines
我们报告，引导光束，从连续光束到飞秒脉冲，沿液晶缺陷线可以将它们转换成具有各种偏振轮廓的矢量光束。利用麦克斯韦方程组的时域有限差分数值解，我们证实了液晶取向顺序中的缺陷在光场中诱导出一个缠绕数为液晶缺陷缠绕数两倍的缺陷，耦合了两个光场的拓扑不变量。例如，可以将均匀偏振光转换成具有径向偏振分布的光。我们的方法也正确地产生一个零强度区域附近的缺陷核心，这是总是存在于不连续的光偏振或相位的区域。使用圆偏振入射光，我们表明，可以得到非整数绕组数的缺陷，其中拓扑常数被保存的相位涡，演示光的自旋，轨道角动量和偏振分布之间的耦合。此外，我们发现超快飞秒激光脉冲沿着缺陷线传播分裂成多个强度区域，再次取决于缺陷的缠绕数，允许在光束转向和过滤中的应用。最后，我们的方法描述了通过与光学双折射流体中的拓扑缺陷线耦合产生复杂的光场，可以很容易地扩展到高强度的光束，影响双折射有序。
2014-08-12 cond-mat.soft physics.optics
Phase Transitions in Nematics: Textures with Tactoids and Disclinations
我们证明了通过选择适当的弹性常数组合，可以在广义Landau-de Gennes理论中成功地模拟液晶中的一阶各向同性到双晶相变。本文所建立的模型的数值模拟定性地再现了实验观察到的配置，包括界面和拓扑缺陷的双相。
2019-02-17 cond-mat.soft
Orientational properties of nematic disclinations
拓扑缺陷在液晶物理中起着关键作用，并且代表了中间相最突出和研究最充分的方面之一。虽然在二维向列学中，向错传统上被视为点状物体，但最近对活动向列学的实验研究表明，半强度向错实际上可能具有极性结构。在这篇文章中，我们提供了一个精确的定义极性的半强度的双向错，我们介绍了一个简单而强大的方法来计算这个数量从实验和数值数据，我们调查的取向性质的半强度的向错如何影响他们的弛豫动力学。
2016-07-18 cond-mat.soft
Defect Dynamics in Cholesterics: Beyond the Peach-Koehler Force
该研究针对Peach-Koehler力在对称性破缺基态材料中不成立的问题，结合理论与模拟发现胆甾相液晶中meron与缺陷的相互作用占主导，提出基于Gray稳定性定理的方法计算速度场，成果可推广至多种调制基态相。
2024-12-12 cond-mat.soft
Tunable Three-Dimensional Architecture of Nematic Disclination Lines
本文提出一个理论框架，通过向列相液晶与静磁学的类比预测向错线的连通性和形状，并利用偏振光图案化实验和计算机模拟验证，实现了对向列相液晶中三维向错线结构的实际控制。
2023-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Geometry and mechanics of disclination lines in 3D nematic liquid crystals
在3D液晶液晶中，向错线具有一系列几何结构。在局部，它们可能类似于二维双相中的$+1/2$或$-1/2$缺陷，或者它们可能具有三维扭曲。在这里，我们分析的结构方面的指向矢变形模式周围的向错，以及内的向错核的三阶张量。基于这种分析，我们构造了一个向量来表示向错的方向，以及张量来表示高阶结构。我们应用这种方法来模拟的三维向错拱，并确定如何沿轮廓长度的结构变化。然后，我们使用这种几何分析，调查三种类型的力量作用于一个向错：桃-克勒部队由于外部应力，向错线之间的相互作用的力量，和积极的力量。这些结果适用于传统和有源液晶中向错线的运动。
2020-10-24 cond-mat.soft
Geometry and relaxation dynamics of nematic loops
Dipartimento Interateneo di Fisica, Università degli Studi di Bari and INFN, Sezione di Bari（巴里大学物理跨大学系与意大利国家核物理研究所巴里分部）；SUPA, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学院）
利用Clifford代数描述向列相液晶中向错环的几何轮廓，并揭示其动力学演化与拓扑链接的关系。
2026-05-26 cond-mat.soft
Curvature-Induced Defect Unbinding in Toroidal Geometries
环形模板，如囊泡与六键取向顺序进行了讨论。包括向错电荷的总能量被明确地计算为嵌入在环形几何形状中的六角序。相关的结果适用于倾斜或在一弗兰克常数近似的环面上的三阶。虽然在基态的缺陷没有拓扑的必要性，我们发现，过量的向错缺陷，但积极有利于脂肪鸟居或中等囊泡大小。一些实验结果进行了讨论。
2003-09-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Scaling and spontaneous symmetry restoring of topological defect dynamics in liquid crystal
拓扑缺陷-局部顺序不匹配的位置-是一个普遍的概念，在物理学和其他领域研究的各种系统中发挥着重要作用，包括宇宙，各种凝聚态系统，最近甚至是生命现象。其中，液晶已经成为通过可视化研究拓扑缺陷的平台，然而，解决动态演变的奇异拓扑缺陷的三维结构一直是一个挑战。在这里，我们报告了一个直接的共聚焦观察的液晶缺陷线，称为向错，放松从电驱动的湍流状态。我们特别关注重连，这种线缺陷的特点。我们发现了一个标度律的面内重联事件，重联向错之间的距离减少的时间的平方根重联。此外，我们表明，显然是不对称的动力学的重新连接向错实际上是对称的共动框架，在显着的对比，其不对称性的二维对应建立。我们认为，与实验支持，这是因为积极有利的对称扭曲配置，向错自发采取，由于拓扑结构，允许旋转的绕组轴。我们的工作说明了一个一般机制，这种自发的对称性恢复，可能适用于超越液晶，这可能会发生，如果拓扑不同的不对称缺陷在较低的维度成为同胚在较高的维度，如果对称的中间是积极有利的。
2022-10-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Positive disclination in a thin elastic sheet with boundary
当一个初始为平的弹性薄板具有无限延伸且不可弹性伸长时，孤立的正楔形向错使该薄板变形为正圆锥体。后者要求弹性拉伸应变非常小。本文对有限延伸的有界F{<$}ppl-von K{á}rm{á}n弹性薄板的向错诱导变形形状和应力场进行了严格的分析和数值计算，同时强调了与理想锥解的偏差。特别是，高斯曲率场不再局限于狄拉克奇点的缺陷位置时，弹性延伸性是允许的，必须是负的，在大区域远离缺陷。类似地，在存在弹性伸长时，应力场也没有狄拉克奇点。然而，随着片材的杨氏模量的增加，同时保持弯曲模量和畴尺寸固定，这两个场都倾向于发展狄拉克奇点。值得注意的是，在这种限制行为，不可扩展性逃避的有界弹性片由于持久的区域的非平凡高斯曲率远离缺陷。在本文中的其他结果包括研究特定的边界条件（自由，简支，或部分夹紧）的高斯曲率场远离缺陷和屈曲过渡从平面到圆锥形的解决方案的效果。
2021-12-08 cond-mat.soft math-ph math.MP
Trapping of isotropic droplets by disclinations in nematic liquid crystals controlled by surface anchoring and elastic constant disparity
研究表面光刻图案化向列相液晶中向错捕获各向同性液滴的位置偏移，揭示其由表面锚定及弯曲、展曲弹性常数差异共同决定。
2024-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A simple, general criterion for onset of disclination disorder on curved surfaces
确定具有高斯曲率的弹性表面上的晶格缺陷的位置是机械能优化的重要任务，特别是对于具有边界的表面。我们介绍了一种简单的方法来预测发病的有界表面的形状向错。该标准将加权积分高斯曲率的值固定为一个普适常数，并证明在各种形状下都是准确的，即使以前建议的标准失败。这是一个简单的途径，以提高理解的限制，晶体秩序在许多材料。
2020-03-17 cond-mat.soft
Transition of defect patterns from 2D to 3D in liquid crystals
缺陷产生时，液晶液晶在边界的拓扑约束。近年来，缺陷的研究引起了人们的广泛关注。本文在Landau-de Gennes模型下，研究了束缚在壳层中的双液晶中二维缺陷与三维缺陷之间的关系。我们采用高精度的谱方法数值求解Landau-de Gennes模型，得到了缺陷的详细静态结构。有趣的是，当壳的厚度足够小时，解是径向不变的。随着壳层厚度的增加，解发生对称性破缺，向错线发生重构。我们详细研究了在不同边界条件下向错线的三维重构。我们还讨论了在二维和三维空间内的张量模型的缺陷的拓扑电荷。
2015-10-15 cond-mat.soft
Defect Textures in Polygonal Arrangements of Cylindrical Inclusions in Cholesteric Liquid Crystal Matrices
采用Landau de Gennes模型对嵌入在液晶基质中的圆柱形颗粒的多边形排列中的缺陷织构进行了系统的计算和标度分析，其中颗粒表面具有强锚定。研究了观察到的缺陷纹理和LC相与手征性、弹性各向异性、颗粒多边形排列和颗粒尺寸的关系。由N个圆形夹杂物组成的多边形网络的存在导致每单位多边形晶胞的净电荷为-（N-2）/2的缺陷织构。随着手征性的增加，LC矩阵显示出以下过渡序列：弱扭曲胆甾相，具有非奇异/奇异缺陷晶格的2D蓝相，仅具有向错的双相，以及具有向错和位错的指纹双相织构。对于浓度远离I/Ch相变和低手性的单体介晶，对于LC相的给定对称性，具有较弱（较强）约束的颗粒导致具有较低（较高）弹性能量的相，而在高手性下，LC相的弹性能量与形成多边形网络的颗粒的数量成比例。因此，六边形（三角形）颗粒排列导致低（高）手性下的低弹性能量。对于半柔性聚合物介晶（高弹性各向异性），缺陷纹理较少的向错/位错出现，但由于层扭曲，我们发现一个更高的弹性能量比单体介晶。模拟中出现的缺陷和所建立的织构规则与纤维素液晶类似物如植物细胞壁和由DNA、PBLG和黄原胶制成的螺旋生物聚合物中间相的实验观察一致。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electric field induced inversion of the sign of half-integer disclinations in 2D nematic liquid crystals
利用作者开发的液晶LICRA算法研究了外电场旋转对负介电各向异性二维液晶半整数向错网络动力学的影响。我们表明，旋转的$π$的电场围绕轴的液晶平面连续变换到相反的符号通过扭曲向错的网络的所有半整数向错。我们还确定了特征长度尺度的演变，从而量化了外部电场对缺陷网络粗化的影响。
2010-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Neutral versus charged defect patterns in curved crystals
表征弯曲晶体的基态中拓扑缺陷的复杂光谱是一个长期存在的问题，具有广泛的影响，从数学Thomson问题到各种物理实现，包括富勒烯和颗粒涂层液滴。虽然在一个封闭的，球形晶体的“拓扑充电”5倍向错的过剩数量是固定的，在这里，我们研究的基本过渡，从无缺陷的，平面晶体弯曲的晶体拥有过剩的“充电”向错在他们的散装。具体来说，我们认为拓扑中性图案的缺陷-在多位错链或“疤痕”的形式稳定的小晶格间距-从中性到带电的基态图案的晶体帽绑定到一个球形表面的过渡的影响。基于帽在晶格间距为零的连续极限下的渐近理论，我们导出了由球的表面覆盖度和帽边缘的力所构成的基态缺陷图形的形态相图。对于零边缘力的奇异极限，我们发现疤痕减少（一半）的阈值表面覆盖过度向错。更重要的是，疤痕平坦的几何依赖性的过度disinclination数高斯曲率，导致稳定的“带电”和“中性”模式之间的过渡，这是，相反，临界敏感的压缩与拉伸性质的边界力的上限。
2016-02-29 cond-mat.soft
Pair creation, motion, and annihilation of topological defects in 2D nematics
我们提出了一个新的框架，在二维主动液晶的向错的研究，和一般的拓扑缺陷。利用序张量方法计算了均匀排列状态下线性化静态方程组的多粒子精确解。拓扑电荷守恒要求半电荷数之间的差值是固定的。从一组流体动力学方程出发，我们导出了静态解参数的低维动力学系统，它描述了一个半向错对或几个对的运动。在这种形式主义，我们模型缺陷的生产和湮灭，在实验中观察到的。我们的动力学还提供了一个估计的临界密度在生产和湮灭率是平衡的。
2017-10-12 cond-mat.soft
Disclination Loops, Hedgehogs, and All That
拓扑亏损的同伦理论是一个强大的工具，组织和统一的许多想法在广泛的物理系统。近年来，液晶相中胶体包裹体的控制和测量实验取得了一定进展。这些系统的拓扑结构相当丰富，但同时也很微妙。受实验和拓扑推理的启发，我们回顾和阐述了单轴向液晶中缺陷的分类。特别注意的是，在这些系统中出现的模糊性，没有对应的故事多XY模型或海森堡铁磁体。
2011-07-06 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech math.AT
Self Consistent Field Theory of isotropic-nematic interfaces and disclinations in a semiflexible molecule nematic
本文用自洽场理论研究了半柔性液晶分子的各向同性-向列界面与向错，发现缺陷核心尺寸随可压缩性降低而减小，并受链持久长度和相互作用强度调控。
2025-02-28 cond-mat.soft
Diffraction of light by topological defects in liquid crystals
本文用度规方法研究了双折射液晶中类刺猬型和线性向错拓扑缺陷的光散射。在这种缺陷附近传播的光感觉上是一个等效于全球引力和宇宙弦几何的空间部分的有效度量。根据液晶的特征参数，得到了刺猬缺陷的散射振幅、微分散射截面和总散射截面。研究了向错情况，发展了柱面分波法。作为先前发展的应用，我们还研究了温度对衍射图案局部化的影响。
2010-11-22 cond-mat.soft gr-qc
Elongation and percolation of defect motifs in anisotropic packing problems
我们研究结晶和无定形包装的各向异性物体的表面上的不同属之间的制度，通过不断改变它们的尺寸分布或形状从单分散的球体的双分散的混合物或单分散的椭球体颗粒，我们还考虑了一个各向异性的变体的汤姆逊问题的混合物的费用。随着各向异性的增加，我们首先观察到的中间取向有序的六角相的平移顺序的破坏，由纳尔逊，鲁宾斯坦和Spaepen提出的，然后过渡到非晶态。通过分析诱导的向错图案的结构，我们表明，六方晶-非晶转变是由向错晶界的生长和连接引起的，这表明这种转变在所考虑的方案中属于渗流普适类。
2021-04-01 cond-mat.soft
Predicting the Characteristics of Defect Transitions on Curved Surfaces
本文提出基于表面形状的解析判据来预测曲面上缺陷转变的连续性与阶数，并发现激活能的普适尺度，为理解细胞材料中的结构无序转变提供实用指导。
2021-02-15 cond-mat.soft
Interacting Topological Defects on Frozen Topographies
我们提出并分析了一个有效的自由能描述物理的向错缺陷的粒子阵列约束移动在任意的二维表面上。在有限的温度下，相互作用的向错的物理映射到一个拉普拉斯正弦戈登哈密顿适合于数值模拟。然后，我们专门研究零温度下的球形晶体的情况。分析了基态随缺陷核能量与杨氏模量之比的变化。我们认为，核心能量的贡献变得越来越不重要的限制R >> a，其中R是球的半径和a是粒子间距。对于大的核心能量，有十二个向错形成一个二十面体。对于中间核心能量不寻常的有限长度晶界是首选。小核心能量的复杂制度，适当的限制R/a到无穷大，也得到解决。最后，我们讨论了我们的结果的应用到经典的汤姆逊问题，找到基态的电子分布在一个双球。
1999-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Chaos-generating periodic orbits of topological defects in confined active nematics
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；Kent State University（肯特州立大学）
研究揭示了主动向列体中受限条件下，缺陷的周期轨道生成机制及有序流的设计原理。
2026-03-05 cond-mat.soft
Electrokinetic flows in liquid crystal thin films with fixed anchoring
本文研究了在外加静电场作用下液晶流体膜中离子和质量的输运。解析和数值解给出了一些典型的配置感兴趣的电动力学：薄膜与空间不均匀的磁指向矢，周期性的或包括一组孤立的向错。我们提出了一个定量描述的机制，诱导空间电荷分离的电介质中，所产生的流量的结构和幅度。给出了拓扑电荷$m=-1/2, 1/2$和$1$的向错引起的电荷分布和流速的基本解。这些解决方案允许分析几个设计师的流量，如“推”流创建的三个共线向错，由一个浸没的球形颗粒（相当于一个$m=1$缺陷）及其伴随的$m=-1$双曲刺猬缺陷，和非线性离子迁移率背后的机制时，施加的字段是垂直的线连接的缺陷。
2016-10-21 cond-mat.soft
The structure of disintegrating defect clusters in smectic C freely suspended films
本研究探讨了近晶C自由悬浮膜中拓扑荷大于一的缺陷簇的解体机制，发现缺陷以空间对称方式解体为单一+1荷缺陷，并通过实验与模型分析揭示了缺陷图案的几何排列规律及随时间平方根扩展的仿射变换特性。
2023-07-27 cond-mat.soft
Curvature directed anchoring and defect structure of colloidal smectic liquid crystals in confinement
本研究通过实验与模拟探究椭圆阱中胶体近晶的边界曲率如何控制锚定转变及向错与位错缺陷结构，揭示几何约束调控液晶缺陷的普适原理。
2023-11-30 cond-mat.soft
A computational study of nematic core structure and disclination interactions in elastically anisotropic nematics
本研究采用奇异势方法，在Q张量框架下计算了各向异性Frank弹性向列相液晶中向错偶极子的平衡构型，发现弹性常数各向异性改变了向错间的弹性屏蔽效应。
2025-03-26 cond-mat.soft
Morse Theory and Meron Mediated Interactions Between Disclination Lines in Nematics
本文提出基于 Morse 理论的框架，利用 meron 在二维投影下表现出的奇异性，通过奇点理论、分割曲线和手术理论来表征向列相织构，并分类向错线的链接、重连与交叉等三维行为，为缺陷电荷提供新视角。
2024-08-02 cond-mat.soft math-ph math.MP
