Межслоевые взаимодействия в структуре смектиков C*

Аннотация
Теоретически исследован механизм формирования искажения поля директора (направления наиболее вероятной ориентации длинных осей молекул) сегнетоэлектрического жидкого кристалла в перпендикулярном к слоям направлении. Причиной появления искажений в поле директора может служить неоднородное поле деполяризации в этом же направлении. Неоднородность поля деполяризации может быть индуцирована поверхностями. Для этого азимутальный угол директора сегнетоэлектрического жидкого кристалла данного слоя был представлен как сумма функции профиля директора в перпендикулярном подложкам направлении и некоторой поправки, которая зависит от положения монослоя. Описание структуры сегнетоэлектрической фазы смектика C* в направлении, перпендикулярном подложкам, проводилось с использованием континуальной теории, а описание поведения директора в перпендикулярном слоям направлении выполнено с помощью дискретного подхода. Показано, что при отсутствии в модели введенной поправки рассматриваемая свободная энергия сводится к свободной энергии поверхностно-стабилизированного сегнетоэлектрического жидкого кристалла. Минимизация свободной энергии по представленной поправке приводит к ее итерационной зависимости. Искомые поправки были вычислены для каждого смектического слоя рассматриваемой структуры. Результаты вычислений показывают, что в таких ячейках могут возникать спиральные структуры конечных размеров. Их возникновение может объяснять существование различных субфаз сегнетоэлектрических жидких кристаллов.

Ключевые слова: сегнетоэлектрические жидкие кристаллы, уравнение Эйлера-Лагранжа, поле деполяризации, спиральные структуры