基于液晶挠曲电效应诱导的二维电流体不稳定畴

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1、基于液晶挠曲电效应诱导的二维电流体不稳定畴摘要：本文首先对液晶的发展状进行概况。实验使用负性向列液晶材料81H82300-100,另外液晶5CB作为实验对照。我们对81H82300-100其两种不同频段和不同电压下的EC光栅进行研究及对比。在偏光显微镜观察静止光栅，低频高电压下液晶处于出二维光栅模式。关键字：液品，阈值，畴，电导模式，介电模忒，各向异性Abstract：Firstlyweintroducethedevelopmentofliquidcrystal.Negativenematicliquidcr

2、ystalmaterial81H82300-100isusedinexperiment,andLC5CBasthecontrast,weofthetwodifferentbandsanddifferentvoltageofECgratingforcomparativestudyand.Thestaticgratingisobservedunderthepolarizingmicroscope，andtheliquidcrystalatlowfrequencyandhighvoltageisinatwo-dim

3、ensionalrastermode.Keywords:LCjhresholdmain,conductionpattern，Dielectricpattern，anisotropy1.液晶的发展物体是由不断运动的分子构成的，而分子的热运动和分子力这一对矛盾可以使物体处于三种不同的状态，气态、液态抑或固态，也可称作气相、液相及固和。而在某种条件下物质从一种相变换为另一种和，则称之为相变。某些物体的分子构成排列规则且各句异性，而当它们被加热到特定温度之后，分子之间的平移宥序或是取向宥序则会变化。其中一些物质的平移

4、宥序度变低，失去刚性，但是取向有序仍旧存在，呈现出液态。继续升温，会因取向有序度的降低最终变成各向同性的液体。这种物质在失去固态物质刚性变为液态后还保持着取句有序，呈现出非均质性，即各内异性。这种物质被称之为液晶。人类历史上最初次观测到晶体宥两个熔点的现象于1888年，奥地利植物学家F.Reinitzer在测定胆甾醇的苯甲酸脂的熔点时发现，在145QC左右时，该晶体会由固态融化为浑浊状的液态，而继续加热，直至178°C左右时，浑浊状的液态苯甲酸脂变得透明清亮。不仅如此，这种浑浊状至清亮状的过程其宥可逆性，而该

5、浑浊状至清亮状的温度被称之为晶体的清亮点Tc(ClearingPoint)。下一年，德岡物理学家0丄ehman研究该物质发现，在浑浊态吋里然是液态，但是却具宥晶体的双折射特性，他将此种物质命名为液态晶体，即液晶

6、1］。在液晶被发现之后，科学家之屮引发了钻研热潮，但是在此之后的科研进展却只是断断续续，只存在于少数实验室屮。直至20世纪屮期才初步形成液品理论的建立，在此之后，人类对液晶在科技方面的运用进行了不断的探索。二十世纪六十年代末，科学家们发现了首个液晶的电光效应williams畴；在此之后，Heilmei

7、er发现动态散射效应，液晶显示由此时诞生，并显现出不可小觑的前景。在此之后，液晶方面的研究tl新月异：1969年肌甾型液晶的相变效应被发现；五年之f宾主效应也被发现；之盾相继出现铁电液晶显示

8、21;超扭曲液晶显示；反铁电液晶显示。而新型液晶材料也不断被合成：液晶二聚体、树枝状、星形、多爪形液晶…1996年新型香蕉型液晶被合成［3

9、4］，纠正丫以往认为只有手性液晶才能形成铁电液晶151的错误观点。液晶材料被普遍应用于显示器［61,光栅［7’81,传感器，光子晶体191的研究之屮。1.液晶光栅研究2.1液晶中电流

10、体不稳定现象2.1.1液晶分子在外场下的均匀形变由于其宥较大的介电各向异性，向列相液晶分子（NLC）在外加电场作用卜能产生集体的形变，同时液晶分子乂具有光学双折射，形变后的液晶能诱导出强烈的光学非线性，产生各种电光效应。如果液晶分子的形变分布、光学性质和电学性质是均匀的，称为均匀形变，也川称为Freedericksztransition。由均匀形变诱导的电光效应从光学It质上看是均匀分布的。均匀形变的产生完全是由于分子的取内分布改变而造成的，而没有宏观的流体效应。其内部机理主要是由于液晶分子具宥介电各向异性，

11、外加电场能对液晶分子施加介电转矩，实际上是电场效应。2.1.2液晶分子在外场下的非均匀形变在外加电场足够强的情况卜*，由于液晶分了•不仅具宥介电各向异性，还其有电导率各向异性，因此液晶内部出现了电流效应。电流效应能产生空间电荷，诱导出液晶内部的流体运动，此时液晶分子的分布、光学性质和电学性质都是非均匀的，称为非均匀形变，也称为电流体不稳定。如果外加电压在阈值附近,则会形成空间周期分布的畴结构；如果外