Рідкий Кристал — Нематичне Поле Директора та Перехід Фрідеріксца

Спостерігайте за самоорганізацією стрижнеподібних молекул у поле директора n̂. Регулюйте температуру та електричне поле, щоб викликати фазові переходи та топологічні дефекти.

Текстура поля директора (лінія = середня орієнтація молекул)

Параметр порядку S та пропускання від зведеної температури T/T_c

Керування

Перехід Фрідеріксца: При E > E_c = π√(K/ε₀Δε)/d молекули переорієнтуються з планарної у гомеотропну конфігурацію, перетворюючи комірку з непрозорої на прозору.

Температура T/T_c 0.85

Електричне поле E (В/мкм) 0.0

Пружна константа K (пН) 7.0

Товщина комірки d (мкм) 5.0

Фізичний стан

Параметр порядку S— Фаза— Поріг E_c (В/мкм)— Поле vs E_c— Нахил директора θ— Пропускання T— Двозаломлення Δn— Пружна енергія F—

Пружна енергія Франка

F = ½K₁(∇·n̂)² + ½K₂(n̂·∇×n̂)² + ½K₃|n̂×∇×n̂|²

Однознакове наближення: K₁=K₂=K₃=K. S = ½⟨3cos²θ−1⟩ → 0 при T_c (ізотропний перехід).

Топологічні дефекти ±½ стабільні, бо поворот петлі на π повертає n̂ у поч. стан.