The stress field and energy of screw dislocation in smectic-A liquid crystals and on the mistakes of the classical solution
指出了近晶A型液晶中螺位错经典解的错误。这揭示了几十年来在液晶研究中一直被称为de Gennes-Kleman-Pershan佯谬的著名理论的一个严重问题。本文以最简单、最基本、最直接的求解方法给出了正确的解决方案。并对位错的应力场和能量进行了详细的讨论。本文还给出了修正的应力场和位错能。
2015-09-28 cond-mat.soft
Elementary edge and screw dislocations visualized at the lattice periodicity level in smectic phase of colloidal rods
我们报告的识别和定量表征的基本边缘和螺旋位错在胶体近晶相的尖端标记棒。由于微米层间距,直接可视化的位错已在\textit{smectic periodicity scale}通过光学荧光显微镜。结果,刃型位错周围的位移场已被实验建立,并与弹性理论预测的轮廓进行了比较。初级螺旋位错也已被证实,其核心尺寸以及\textit{in situ}旋向已被确定。在单个颗粒水平上进行的自扩散实验揭示了第一次向列型或“熔化”的缺陷核心排序。
2018-08-02 cond-mat.soft
Composite Dislocations in Smectic Liquid Crystals
近晶相液晶的特征在于在其基态具有优选的均匀间距和消失曲率的层。近晶中的位错在相形核、层重取向和动力学中起着重要作用。通常建模为拥有一个线奇点,位错的层结构导致一个发散的压缩应变,因为一个接近缺陷中心,这表明一个大的,弹性确定熔化的核心。然而,已经观察到,对于大电荷位错,缺陷分裂成两个向错[C。E. Williams,Philos.Mag.32,313(1975)]。在这里,我们调查的复合核心的拓扑结构。由于近晶不能扭曲,不同向错几何之间的转换受到高度约束。我们展示了它们之间的几何路线,并表明,尽管享受精确的拓扑规则的三维空间,额外的结构线向错在三维smectics本地化过渡到高阶点奇点。
2017-04-26 cond-mat.soft
Nanostructure of edge dislocations in a smectic C* liquid crystal
我们报告了在热致手性近晶C液晶中的基本刃位错的第一个直接纳米级成像,其中Burgers矢量等于一个近晶层间距d。我们发现两种不同类型的位错分布。在A型位错中,层变形相对于垂直于Burgers矢量的平面缺乏镜像对称性;位错核心尺寸为d的数量级。在S型位错中,核心是强各向异性的,沿着Burgers矢量延伸的距离比d大得多(4倍)。这种差异归因于分子倾斜面相对于位错轴的不同取向;当分子倾斜面垂直于位错轴时观察到不对称层扭曲,当分子沿着位错轴倾斜时观察到分裂的S核。
2015-07-21 cond-mat.soft
Spontaneous flows in active smectics with dislocations
本文构建二维活性近晶相流体动力学理论,揭示位错运动性可引发从静止到湍流的一阶流动转变,区别于传统剪切不稳定性。
2024-05-28 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dislocation loops in overheated free-standing smectic films
本文应用de Gennes的受限近晶液体理论,研究了近晶A自支撑膜过热时的静态和动态现象。静态应用是确定膜弯月面的轮廓和弯月面接触角,将结果与最近采用de Gennes的原始理论的研究结果进行比较。动力学推广的理论是基于一个时间相关的金兹伯格-朗道方法。这是用来比较两种模式的层变薄过渡过热的薄膜,即“均匀变薄”与位错环的成核。用该理论自洽地计算了位错线的张力和速度等性质。
2001-10-11 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
Shear response of a smectic film stabilized by an external field
讨论了场稳定的二维近晶材料对剪应力的响应。在低于临界温度时,近晶薄膜对垂直于分层的无穷小剪切应力表现出弹性响应。在有限的应力下,自由位错形核并松弛所施加的应力。位错流与应力的耦合导致非牛顿粘性流动。示出了在通道几何形状中的流动轮廓定性地从幂律依赖性改变为增加压头的Poiquilille状轮廓。
2000-12-22 cond-mat.soft
Channel Flow of Smectic Films
讨论了近晶薄膜在空气-水界面处的流体动力学,特别着重于薄膜在垂直于层的流动下的粘性响应。计算了近晶相响应函数的修正值,该修正值是由近晶相序参量与流动的耦合引起的。通过分析通道几何形状中的近晶薄膜流,说明了有效粘度的结果。两个极限情况下的流动,即占主导地位的位错诱导剪切软化运动和占主导地位的渗透模式的质量传递的位错自由运动,进行了研究。考虑了有限深度液体亚相的阻力效应。的结果进行了比较,为hexatic和液体膜。
1999-08-02 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
Line tension and structure of smectic liquid crystal multilayers at the air-water interface
在空气/水界面上,不同厚度的4,-8-烷基[1,1,-联苯]-4-腈(8 CB)微区共存于同一层Langmuir膜中,形成多层膜。在畴界的刃位错导致线张力,这决定了畴的形状和动力学。通过观察从小变形开始的畴松弛过程,我们发现线张力线性依赖于膜中共存相之间的厚度差。与文献中的理论处理的比较表明,在边界处的刃位错位于膜的中心附近,这意味着8 CB多层膜几乎是对称的空气/水界面。
2007-05-01 cond-mat.soft
Determining the Anchoring Strength of a Capillary Using Topological Defects
我们认为近晶-A * 在毛细管与表面锚定,有利于平行排列。如果近晶相的体相是手性近晶相的标准扭曲晶界相,则将存在临界半径,低于该临界半径,近晶相将不具有任何拓扑缺陷。在此半径以上,毛细管中心的单个螺旋位错将是有利的。与表面锚定一起,磁场也将抑制螺旋位错的形成。在这篇文章中,我们计算了临界场,在这个临界场处,缺陷在能量上是优选的,作为表面锚定强度和毛细管半径的函数。因此,在几个不同半径处的实验可以确定锚固强度。
1997-02-03 cond-mat.soft
Smectic Pores and Defect Cores
黎曼极小曲面是一个完备的、可嵌入的、单参数的极小曲面族,具有沿一个方向的平移对称性。它的无限数量的平面端部通过一系列的颈部连接在一起,紧密匹配双连续层状系统的形态,其中孔隙连接交替层。我们明确证明,黎曼极小曲面是由两个相反的手螺旋面的非线性和。该描述特别适合于描述包含两个螺旋位错的近晶相液晶。
2011-10-04 cond-mat.soft
Smectics: Symmetry Breaking, Singularities, and Surfaces
有序介质中拓扑缺陷的同伦理论不能完全刻画平移对称破缺的系统。我们认为,这个问题可以理解的旋转戈德斯通模式在这样的系统中缺乏,并提供了一种替代方法,正确地考虑到平移和旋转之间的相互作用。位错通常与相场中的分支点相关联,而向错则是相场中的临界点和奇点。我们介绍了一个三维模型的二维smectics,澄清了拓扑结构的向错和几何捕获已知的结果,而不需要兼容性条件。我们的工作表明自然的推广二维近晶理论更高的维度和晶体。
2009-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech hep-th
Dislocation Geometry in the TGB-A Phase: Linear Theory
我们证明,任意系统的近晶-A液晶中的螺旋位错可以一致地处理内的谐波弹性理论,只要位错之间的角度是足够小的。利用该理论,我们计算了TGB-A相的基态构型。我们得到的扭曲晶界间距和螺旋位错间距在边界的宏观参数,在合理的协议与实验结果的估计。
2001-01-17 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Selection of defect structures in twist-grain-boundary-A phase of chiral liquid crystals
本文利用Landau-de Gennes模型研究了手性近晶相液晶中扭曲晶界的结构。通过考虑近晶序的空间变化,我们区分了具有胆甾状畴的熔化晶粒边界A(MGBA)结构和由螺旋位错组成的扭曲晶粒边界A(TGBA)结构。MGBA结构在接近过渡到α相时变得稳定。在接近转变时,胆甾型畴生长在晶界外。此外,TGBA结构的位错间距符合更好地与实验结果比以前的理论。
2009-03-23 cond-mat.soft
Helix alignment, chevrons, and edge dislocations in twist-bend ferroelectric nematics
研究扭弯铁电向列相NTBF中表面对齐、V形缺陷和边缘位错的特性,揭示其在电光应用中的潜力。
2025-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Smectic vortex glass
我们表明,在II型超导体中,横向施加到相关柱状无序的磁场会驱动相变到明显的“近晶”涡旋玻璃(SmVG)状态。SmVG的特点是由一个无限各向异性的电输运,电阻(无耗散)的电流垂直(沿)柱状缺陷。它的位置顺序也是相当不寻常的,长期与真正的布拉格峰沿柱状缺陷和grammically粗糙的涡旋晶格扭曲与准布拉格峰横向柱状缺陷。对于低温和足够弱的列唯一的障碍,SmVG是一个真正的拓扑有序的“布拉格玻璃”,其特征在于由一个消失的位错密度。在足够长的尺度上,残余的一直存在的点无序将这种状态转换为更标准的,但高度各向异性的涡旋玻璃。
2021-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Escape from the Second Dimension: A Topological Distinction Between Edge and Screw Dislocations
本文提出一种纯拓扑方法区分刃位错与螺位错,通过在层状相位错核心构造真实或虚拟向错线对实现统一分类,并可推广到三重周期序晶体。
2023-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Layer topology of smectic grain boundaries
本文通过二维硬棒的密度泛函理论结果,说明近晶相晶界中端点缺陷如何转化为由密度极值网络构建的层拓扑结构,并阐述了基于层结构而非指向场的拓扑概念在分析边缘位错和虚拟缺陷时的优势。
2024-04-23 cond-mat.soft
Particle-resolved topological defects of smectic colloidal liquid crystals in extreme confinement
液晶的受限样品的特征在于各种拓扑缺陷,并且可以暴露于外部约束,例如具有非平凡拓扑的极端限制。在这里,我们探讨的内在结构的近晶胶体层之间的相互作用熵和强加的外部拓扑结构。考虑一个环形限制作为一个基本的例子,过多的竞争状态被发现与非平凡的缺陷结构,从层状状态到多个近晶域和阵列的边缘位错,我们称之为Shubnikov状态正式类比的特性的II型超导体。我们的粒子分辨结果是通过热胶体棒的实空间显微镜和基于基本测量的硬各向异性体的密度泛函理论的结合获得的,在定量水平上一致。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Using dislocations to probe surface reconstruction in thick freely suspended liquid crystalline films
表面相互作用可以导致自由悬浮的液晶薄膜形成与本体材料不同的相,但尚不知道在厚膜的表面发生了什么。刃位错可以用作体心和重建表面之间的边界的标记。我们使用非接触模式原子力显微镜,以确定自由悬浮厚膜的4-n-庚氧基苯亚甲基-4-n-庚基苯胺(70.7)在结晶B相的表面下的边缘位错的深度。3.0发现+/-0.1nm高的台阶,其宽度随温度在56 ℃和59 ℃之间变化。用应变模型计算刃型位错上液晶层的分布,发现当温度从59 ℃降低到56 ℃时,重构的表面层数目从4层增加到50层。这种趋势跟踪的行为的相边界的厚度依赖的相图中的自由悬浮膜的70.7,这表明该表面可以被重建成近晶F区域。
2015-08-14 cond-mat.soft
Filaments in the TGBA phase
提出了一种由垂面近晶A相和在样品表面成核的TGBA相的细丝模型。该模型是基于平行近晶层形成螺旋结构的有限块的概念。这些块体被位错环所包围。该模型描述了样品表面附近的细丝结构,并解释了观察到的细丝轴相对于表面上的分子锚定的容易方向的倾斜。该模型是基于在一种新的手性液晶化合物的TGBA相的长丝织构的观察,但可以应用于形成TGBA长丝在任何化合物。的化合物的压缩模量已估计使用这样的参数,如锚定能量,估计从必要的领域将结构转换成垂面近晶A,和观察到的细丝宽度。
2015-08-28 cond-mat.soft
Numerical study of domain coarsening in anisotropic stripe patterns
我们研究了二维近晶多晶的粗化,其特征在于只有两种可能的取向的倾斜条纹的晶粒。为此,求解了各向异性Swift-Hohenberg方程。对于足够接近条纹形成开始的淬灭,平均畴尺寸随时间增加为$t^{1/2}$。进一步从发病,各向异性钉扎力类似于Peierls应力在固体晶体中减慢缺陷,和增长成为各向异性。在宽范围的淬火深度,位错阵列保持移动和位错密度大致衰减为$t^{-1/3}$,而人字形边界完全钉扎。我们讨论了一些协议和分歧,发现最近的实验结果各向异性电对流模式的粗化。
2004-03-09 cond-mat.soft
Review: Topology of solitons and singular defects in chiral liquid crystals
本文综述了手性向列相液晶中孤子与奇异缺陷的拓扑结构,涵盖二维skyrmions、缺陷线及多种三维纽结状结构,并与手性磁体中的拓扑对应物进行比较。
2021-12-28 cond-mat.soft