理工论文液晶表面物理——挠曲电效应研究及进展.doc

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2、重视.文章回顾了挠曲电效应的研究历程，总结了已取得的成果，并就挠曲电研究中的基础问题、研究进展、研究现状及存在的问题进行了系统的介绍，为从事此方面研究的工作者提供参考.　　关键词向列液晶，挠曲电效应　　　　Thesurfacephysicsofliquidcrystalsandtheflexoelectriceffect　　　　GUANRong-HuaLIXiang-Yong　　(PhysicsDepartmentofNorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,C

3、hina)　　AbstractFlexoelectriceffectsinnematicliquidcrystalswerefirststudiedbyMeyerin1969,buthistheoryonlyattractedattentionthirtyyearslater.Earlystudiesofflexoelectriceffectsarereviewed,andrecentdevelopmentssummarized.Thebasicproblems,statusquoandcurrentpointsofinter

4、estarediscussed.　　Keywordsnematicliquidcrystal,flexoelectriceffect　　　　1引言　　　　液晶从发现至今，经历了漫长的历史时期.在未曾找到实际用途之前，长期停留在少数科学家的实验室里，被当作珍品做一些探索性的实验研究.直到20世纪50年代末，随着人们对凝聚态物质研究的深入，液晶研究得到了迅速发展，逐渐建立了关于液晶的理论.50年代末期人们了解到，一些液晶材料在物理热图像方面有应用的价值，于是激发了人们进一步探索液晶在技术方面应用的热情.60年代末期，液晶的动

5、态散射现象的发现使其显露出光明的应用前景.液晶显示器件消耗的功率小，比较容易达到显示面积大而占有体积小的要求，相对来说，也不难达到彩色显示的目的，而且可以用于多路驱动操作，这使得液晶显示器件迅速占领了市场.如今，从液晶彩色电视机到笔记本电脑，液晶的应用越来越广泛，液晶的研究也越来越深入.然而，由于液晶本身具有复杂性，液晶的许多宏观性质和微观理论都需要进行探索和深入研究.本文就液晶物理研究中挠曲电现象的研究历程、研究现状等进行介绍，为本领域及相关领域的研究工作提供参考，期望液晶界面物理研究的重大成果在广大物理研究者开创性的劳动中产生

6、.　　　　2液晶及挠曲电效应　　　　通常，固态物体加热至熔点就变成透明的液体，然而，有些分子结构特殊的物质不是直接从固态变为液态，而是先要经过一种被称为液晶的中间状态，然后才转变为液态.这种中间状态外观是流动的浑浊液体，同时又具有光学各向异性晶体所具有的双折射性，这种能在一定温度范围内兼有液态和固态二者特性的物质就叫液晶（liquidcrystals）.　　液晶分子本身具有固有的偶极矩.通常情况下，由于它们垂直分布于液晶盒内，从统计的观点出发，这种偶极矩的正向分布与反向分布量值相同，因而液晶材料不表现出宏观的偶极矩.但是，如

7、果液晶发生了畸变，就会诱导出一定的电偶极矩Pd.在液晶中,展曲和弯曲形变有可能引起液晶的极化，反过来,电场也可能使液晶发生形变，这种效应称为挠曲电效应.　　液晶中的挠曲电效应由Meyer在1969年首次提出［1］，并被他称为“偶极压电效应”,因为Meyer的理论是通过类比固体中的压电效应进行阐述的.所谓压电效应是指某些晶体在压力的作用下产生应变，应变诱导出一定的电极化强度.Meyer的基本观点是：宏观的展曲（divn）和宏观的弯曲（n×rotn）形变会导致宏观的极化（图1），其中n是单位矢量，被Frank［2］称之为液晶的指向矢

8、，它体现的是液晶分子取向的平均方向,div是数学中的散度符号，rot是旋度等号.由图1可以清楚地知道，向列相液晶初始的非形变状态，因为分子永久电偶的局部补偿而没有极化现象产生，但这种补偿可用两种方式移除：　　(1)将液晶限制在强加了均匀边界条件的