畢業(yè)論文液晶的缺陷

1、1液晶中的缺陷液晶中的缺陷摘要摘要：向列相液晶線狀條紋并非由雜質(zhì)所引起，而是由于分子排列上的不連續(xù)性(奇異性)引起的。在這些奇異線上指向矢的方向具有不連續(xù)性的變化，也就是說(shuō)在奇異線上指向矢的方向是不確定的。如果液晶中某一處的指向矢由于某種外力的作用偏離了正常的方向，那么在該處附近的一個(gè)有限范圍之內(nèi)的各處指向矢，也都將連續(xù)地進(jìn)行一定的調(diào)整。夫蘭克在1958年提出了向錯(cuò)(disclination)這個(gè)名詞。但是，液晶中不存在點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此向

2、錯(cuò)不像晶體中的位錯(cuò)那樣會(huì)出現(xiàn)位錯(cuò)面，把晶體分成不同的疇區(qū)。在液晶中只是在一點(diǎn)上，或是在一條曲線上可以出現(xiàn)指向矢排列取向的不連續(xù)性，從而形成點(diǎn)向錯(cuò)或線向錯(cuò)。但是不會(huì)出現(xiàn)面向錯(cuò)。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：缺陷、指向矢、向錯(cuò)本文將從分子的層面對(duì)液晶的缺陷進(jìn)行理論分析。前面的那些討論中，我們一直假定了在整個(gè)液晶樣品中指向矢是空間位置坐標(biāo)r的??rn連續(xù)函數(shù)。但是，實(shí)際的情形并非如此。早在20年代初期付瑞代耳(G.Friedel)就認(rèn)識(shí)到這些線狀條紋并非由雜

3、質(zhì)所引起，而是由于分子排列上的不連續(xù)性(奇異性)引起的。在這些奇異線上指向矢的方向具有不連續(xù)性的變化，也就是說(shuō)在奇異線上指向矢的方向是不確定的。這種情形與晶體中的位錯(cuò)有類似之處。在晶體中，如果某處陣點(diǎn)上的原子因故失去，或者陣點(diǎn)之間某處多了一個(gè)原子，那么原子之間的相互作用力將迫使附近的原子調(diào)整它們的位置，從而出現(xiàn)了與正常點(diǎn)陣有差別的位錯(cuò)缺陷。1.1.構(gòu)成向錯(cuò)的伏爾特拉構(gòu)成向錯(cuò)的伏爾特拉(V.Voherra)(V.Voherra)過(guò)程過(guò)程從

4、形貌上看，在晶體中形成位錯(cuò)可以用將晶體切除一塊，然后把切面拼接在一起，或者在晶體中作一切口在切口中嵌鑲一塊正常晶體，這3的條件，那么和面上液晶指向矢的方向就又恰好處在一條直線1?2?上。當(dāng)m為半整數(shù)時(shí)，一邊的方向是，另一邊的方向是；而當(dāng)m為nn?整數(shù)時(shí)兩邊就具有相同的方向。這時(shí)即使沒(méi)有外力的作用，液晶也仍n然能夠由于指向矢的彈性形變力而保持平衡狀態(tài)。經(jīng)過(guò)了這樣的過(guò)程以后，除曲線L以外，液晶各處指向矢的排列取向又恢復(fù)了連續(xù)性；但是，在曲線

5、L上卻出現(xiàn)了奇導(dǎo)性。在曲線L上指向矢的排列取向無(wú)法確定，那里是不連續(xù)的位置，是一條奇異線。曲線L就是向錯(cuò)線，它的強(qiáng)度規(guī)定為m(也有一些作者把2m規(guī)定為強(qiáng)度)。關(guān)于m的正負(fù)符號(hào)，習(xí)慣上是這樣規(guī)定的：如果在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)后需要取走那一部分疊加在一起多余出來(lái)的液晶，那么m規(guī)定為正值。反之，如果在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)之后需要添進(jìn)一部分失去的液晶，那么加就規(guī)定為負(fù)值。在向錯(cuò)線上指向矢的排列取向有不連續(xù)的改變，那么能否從液晶中一條閉合路程上指向矢的排列取向，來(lái)判斷這

6、條閉合路程內(nèi)部是否包含有向錯(cuò)呢(當(dāng)然我們假定這條閉合路程本身并不與向錯(cuò)線相交)答案是：如果包含有半整數(shù)強(qiáng)度的向錯(cuò)線，那是可以看出來(lái)的；但是，如果包含有整數(shù)強(qiáng)度的向錯(cuò)線就判斷不出來(lái)了。理由是這樣：假定我們從閉合路程上的某一點(diǎn)出發(fā)，沿著路程來(lái)觀察指向矢的取向，那么指向矢的方向?qū)⑹沁B續(xù)地在改變。當(dāng)走完全程又回到原來(lái)出發(fā)點(diǎn)的時(shí)候，指向矢應(yīng)該又回到原來(lái)出發(fā)前的那一條直線的方向。這時(shí)可能有兩種情形出現(xiàn)。一種情形是m等于整數(shù)，在返回原出發(fā)點(diǎn)后，指向矢