文档介绍：南京师范大学
硕士学位论文
Y形液晶分子系统相变的Monte Carlo模拟
姓名:骆文玲
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:刘红
20100509
摘要对于小分子热致液晶,通过实验验证和理论推导都已证实随着液晶系统温度的降低,向列相液晶系统会产生由各向同性相至单轴向列相及单轴向列相至双轴向列相的相变。本文利用D庋芯縔形液晶分子的相变,得到向列相液晶从各向同性相至单轴向列相、单轴向列相至双轴向列相的相变,并画出分子夹角角度与温度之间关系的相图。结果表明,双轴相的产生依赖于分子结构的双轴性,当分子的双轴性低时,系统可能处于正的或负的单轴相【鲇诜肿邮前糇椿故桥状核孀欧肿铀嵝栽黾樱低晨赡芙胨嵯唷Mü齅D獾玫点诟玫悖低持苯哟痈飨蛲韵嘟胨嵯蛄邢温度与分子结构的关系,并将结果与通过平均场近似得到的结果相比较。恰当的选择分子结构,可得点角度正好与实验分子相同。由此可见我壕Х肿幽P褪遣嵯列相液晶的较佳分子构型,更适于研究液晶分子的相变行为。同时,我们还初步研究了四足形液晶分子的相变,得到相图和分子结构参数的表达式。关键词:D猓嵯蛄邢啵啾摘要
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第一章前言选题的背景和意义液晶是有别于液体和晶体的一种独立物质形态。它像液体一样可以流动,但分子却取向有序,物理性质具有各向异性,因此其性质介于固态和液态之间。因温度改变而发生相变的液晶叫做热致液晶,因浓度改变而发生相变的液晶叫做溶致液晶。早在年,对于小分子热致液晶,】根据其分子相互作用模型和平均场近似,预言了除了传统的单轴向列相,还有双轴向列相的存在。从那时起,科学家们一直尽力去确证脑ぱ裕直鸫永砺弁频忌虾褪笛验证上寻找双轴向列相液晶。年,和客ü笛樵谟尚矶嘈》肿庸成的复合结构溶致液晶中明确测得了双轴向列相。但对于小分子热致液晶,人们虽然一直在寻找双轴向列相液晶,但是一直没有明确得出双轴向列相,直到最近几年人们才在回力棒形壕Х肿酉低澈退淖阈我壕Х肿酉低持忻魅凡出双轴向列相相。取】运用湎哐苌洌琈取】利用氘核磁共振在对称回力棒形图肿庸钩傻娜戎乱壕е忻魅凡獬鏊嵯啵琋等【坷枚馍⑸湓谒淖阈畏肿图钩傻娜戎乱壕低持胁獬鏊嵯唷对于非对称我壕Х肿樱琘取】通过实验也指出双轴向列相存在的可能。萚坑肕D庋芯苛薞形液晶分子系统所产生的相变,给出两棒的夹角和两棒的长度比对点诟玫悖低持苯哟痈飨蛲韵嘟入双轴向列相奈露鹊挠跋臁但是由于鹊慕峁胧笛椤】结果不太一致,本文拟在鹊慕峁基础上,将我壕Х肿痈慕猋形液晶分子,运用D庋芯恳晶分子的相变,得到点分子结构参数的数值。再用分子相互作用平均场理论研究系统的相变,得到点分子结构参数的数值,与计算机模拟得出的结果相比较。第一章前言
!狽——!猄——本文的研究目的和方法甃【运用椒D饬薞形液晶分子系统的相变。。分子间的相互作用为棒与棒相互作用的叠加。假设分子长棒间的简单相互作用,运用D猓南住】得到非对称和对称畏肿酉低车南啾洹6苑嵌称分子,其相变温度取决于两根棒长的比例以及两棒的夹角,而对称形分子的相变只决定于两棒的夹角。。对此分子模型,平均场理论也给出同样的结果。但是,这个理想分子模型得出的结果与实验【坎罹嗵ù,远远大于等得出的。我们注意到实验中所使用的分子沿两棒夹角中线上存在较大的电偶极矩,这就可能是差距产生的原因。为了使我们的分子模型与实际分子更接近,。在我们的模型中,假设棒桶鬋有相同的棒长,棒某ざ扔肭傲秸卟煌通过平均场理论【康淖邢竿频己图扑慊D猓颐欠⑾秩∈实钡陌舫け龋回力棒形壕Х肿雍退淖阈畏肿咏峁雇瓸和图第一章前言只侣
研究结果分子模型可与现有实验分子相符合。基于这个分子模型,我们运用模拟研究液晶分子相变和点的分子结构,并做出点温度与分子结构参数关系的相图,接着还将结果与平均场理论得出的结果比较。之后,我们利用椒ê推骄±砺奂虻パ芯苛烁招运淖阈我壕Х肿拥南啾洹本文利用D庋芯縔形液晶分子的相变,得到序参数矩阵,并得到向列相液晶从各向同性相至单轴向列相、单轴向列相至双轴向列相的相变,依此画出分子夹角角度与温度之间关系的相图。结果表明双轴相的产生依赖于分子的双轴性,当分子的双轴性低时,系统可能处于正的或负的单轴相【鲇诜子是棒状还是盘状坏狈肿铀嵯嘣黾樱低晨赡芙胨嵯唷Mü齅模拟得到点温度与分子结构的关系,并将结果与通过平均场近似得到的结果相比较。选择分子结构为,..保傻肔阄>后一个角度正好与实验分子【相同。由此可见我壕Х肿幽P褪遣嵯列相液晶的较佳分