Введение к работе
Фундаментальным свойством эшдких кристаллов (ЖК), которое отличает их от изотропных. жидкостей и придает сходство с твердым телом, является наличие ориентэшюнной степени свободи, характеризующей макроскопическую упорядоченность длинных осей молекул п пространстве. Эта дополнительная степень свободы И обуславливает уникальные свойства анизотропной среди, которые связаны с высокой чувствительностью пространственного распределения ориэнтациогаюй упорядоченности к воздействии электрических и магнитных полей. В настоящее время наиболее широко исследуются нематическиэ жидкие кристаллы (ІГОС). Результатом таких исследований явилось открытие большого числе модулированных (доменних) структур, возниг-аюишх при Бездействии па жидкий кристалл постоянного или переменного электрических полей. Электрооптичоские свойства-модулированных структур используются в дисплеях, жидкокристаллических индикаторах и других устройствах отображения информации. Домешше структуры могут быть така» использованы при создании управляемых дифракционных репеток, оптических модуляторов и т.д. Наиболее широкое применение в различного типа индикаторных устройствах получил эффект динамического рассеяния света (ДРО), , который возникает выше порога турбулизании доменных структур.
Актуальность темы. ЖК богаты разнообразными структурными превращениями, возникающими во внешних электрических полях.
Несмотря на большое разнообразие уже открытых диссипатиьннх модулированных структур в КК и их широкое практическое использование, как с теоретической, так и с экспериментальной точки зреігаг. в настоящее время наиболее понятен случай етєцкснарннх домешшх структур. Нелинейное же поведение модулированных структур выше порога их устойчивости изучено недостаточно. В настоящей время интерес к этой проблеме вызван рядом причин.
Во-первых, вто связгпю с исследованием фундаментальных вопросов образовании и разрушении надмолекулярного юрпдка в неравновесных системах.
Во-вторых, іісоледованпо нелинейной дішак;и<.н диссилатившх модулгроваїПїшс структур благодаря большому числу материальная параметров перспективно с точки зрения поиска нових ренинов ц механизмов ;а ооразоьашія и ьозмоююстьы их практического применения.
D третьим,. эти исследования имеют чисто научный интерес, так как симулируют развитие теории нелинейных явлений в Ш.
В четвертых, жидкокристаллическая структура присуща ськш разнообразным системам, включая раствори. полимеров и биологические мембраны. В связи с &гим исследования структурных превращений в Ш. способствуют прогрессу ь изучении анизотропных вязкоупругих сред вообще.
Кроме того, следует подчеркнуть, что дошннш структури, возникающие в постоянных электрических полях, слабо- исследованы по сравнению со случим переменных электрических, полей.
ЭТО, ПО-БИДИМОМу, СВЯЗаНО С МНЄНИ6М, ЧТО ЮБЄДЄІШЄ ЖК в
постоянных и низкочастотных. переменных полях аналогично. Однако, как Судет показано в данной работе, симметрия и динамика доменных структур вше порога их устойчивости для этих двух случаев имеют существенные отличия.
Ц&льв настоящей работа является: экспериментальное исследование динамики нестационарных доменних структур, а такке выяснение механизмов их образования и разрушения -в постоянном электрическом поле.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Методом .поляризационно-оптического анализа подробно исследована последовательность образования доменных структур при увеличении постоянного электрического поля.
-
Впервые .обнаружено, что при жестких грашчных условиях планарного слоя НМ доменные осцилляции самоорганизуются, в макроскопические концентрические ' и спиральные фазовые ориентациошше волны. Методом микрокиносъемки исследованы свойства и характеристики сбнаруяешшх нелинейных волн.
-
Феноменологически показана возможность существования фазових ориентащіо.чпих волн ь одномерной доменной структуре.
-
С помощью разработанной методики получения спектральных характеристик прошо-ддюго через ячейку с ІШС света
- Б -
исследован пронесе парохода от стационарной псевдогексагональ-ной доменной (ПГД) структуры до ДГС. Оащ-.щаемые положения:
-
При жестких граничных условиях плянарного слоя IBM в постоянном электрическом поле имеет место самоорганипация доменных осцилляции в концентрические и спирельнне ориента-циошше болім, которые обладают авговолновыми свойствами.
-
Условием возникновения ориентзциошшх волн является расфазировка доменных осцилляции во всей ПГД структуре. Условием существования обнаруженных волн является частотная синхронизация их источников в пространстве, которая достигается при достаточно енсокоп гомогенности пляняркого слоя ШКК.
Научно-практическая ценность работа. Проведенные исследования расширяют существующие представления о структуршх превращениях в ЖС во внешних электрических полях. Результата исследования нестационарных доменных структур и их динамических характеристик могут быть использованы при -разработке различных устройств, ь которых используются оптические эффекты на доменных структурах: оптических модуляторов, управляемых дифракционных решеток и т.д. Кроме того, разработанный автоматизированный метод исследования динамики ХК модулированных структур может быть применен для изучения других эффектов и явлений в ЖК.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Основные результата работы были представлены на II Всесоюзном семинаре "Оптика Ж" (Красноярск, 1990 г.), 8-ой (Кракоз, Польша, 1939 г.) конференции социалистических стран по жидким кристаллам, 8-ой зшней (Аоста, Италия, 1391 г.) и летней (Вильнюс, Латвия, 1991 г.) конференциях европейских стран по кидкіш кристаллам, да 14-ой международной конференции по ждаим кристаллам-(Пиза, Италия, 1992 г.).
Объем и структура работа. Диссертация состоит из " введения, четырех глав, выводов, списка литература из 139 наименований и приложения-. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста и содержи 46 рисунков и I таблицу.
