热致液晶的结构与分类

液晶是一种凝聚态物质,它的特性与结构介于晶体与各向同性液体之间,实际上是有序流体,它具有各向异性的物理性质.有时又被称作中间相或介品相. 液晶具有一定的长程取向有序,其分子按某一从优方向排列,这是其物理性质各向异性的主要原因.然而,液晶又是平移无序或部分平移无序的,因而又具有某些类似液体的性质,它可以形成液滴和具有一定的流动性.由于平移对称性的不同,液晶形成各种不同的相. 各种类型的液晶相几乎填充了从各向同性液体到晶体之间在有序性上的所有空隙.例如,向列相很接近液体,然而某些近晶相却会具有三维结构.具有立方结构的近…     

液晶的物理性质

 液晶是介于各向同性液体与晶体之间的一种新的物质状态.它的特点是同时具有流动性和光学各向异性.液晶的种类很多.从相变的物理条件来分,可分为热致液晶和溶致液晶,以下主要介绍热致液晶,从液晶分子排列的结构来看,又可分为向列相、胆甾相和近晶相.     

液晶热图象温度检测

液晶作为较低(250℃以下)温度检测的一种材料很有应用价值.本文主要对胆甾型液晶的彩色热图象显示原理和有关应用技术,作一简单介绍. 已知的液晶都是有机化合物,它是处于固相和液相之间的一个中间相——液晶相.液晶具有液体的流动性,不能承受切应力,可形成液滴.液晶分子在液晶中无位置长程有序性,但它又具有晶体的某些特性,如分子取向有序性和宏观的折射率、介电常数、电阻率、磁化率等的各向异性.这些各向异性来自液晶分子本身的几何各向异性,有长棒形,板条形或盘形.液晶大体可分为热致液晶和溶致液晶两大类. 热致液晶大体分为丝状液晶或向…     

液晶数字显示

一、引 言 液晶(液态晶体)是某些有机物质(目前已知的约有三千余种)在一定的温度范围内所呈现的一种中间伏态.在这种状态下,由于分子排列有特定的取向,分子运动也有特定的规律,从而产生一种奇异的现象,即表面上看来是液体(有流动性和表面张力),同时又呈现某些晶体的光学性质,例如光学各向异性、双折射、圆二向色散等.上述的一定的温度范围是每种液晶物质自己特有的参数,称为该液晶的液晶相温度.如果温度高于液晶相的上限,液晶就变成普通的透明液体,失去上述光学性质,称为各向同性液;如果温度低于液晶相的下限,液晶就变成普通晶体,失去流动性…     

碗形分子液晶

1888年,Reinitzer 首先发现棒形分子液晶[1]。1977年,Chandrasekhar等成功地获得了理论上已有预言[2,3] 的盘形分子液晶中介相(discitic)[4] 在棒形和盘形分子情况下,中介相的各向异性来自一维或二维分子几何形状的不对称性.另一方面,在1978年,Halperin和Nelson[5]考虑了一种二维质点分子晶格,并指出在晶体熔化成液体前可能会存在六角液晶相。质点分子是零维的,连接它们的键对应于一般传统的液晶相中的棒形分子。 严格地讲,所有分子本质上都是三维的.这里所说的分子“维数”是指描述中介相的物理模型中的“分子-的维数.换句话说,它是指能…     

液晶相与分子“维数”

液晶是奥地利生物学家 Reinitzer于 1888年在胆甾醇苯甲酸酯中首先观察到的,由德国的晶体学家Lehmann于翌年命名.“液晶”这两个字,指的是介乎液体与晶体之间的一种新的物质状态,目前在基础研究和应用方面都很重要[1].我国的液晶研究亦已有十一年历史[2]. 自液晶的发现到1977年的89年间,人们所知道的液晶都是在长形的有机分子化合物中找到的.这些分子一般有一个长而坚硬的中心部分,成板条形,在一端或两端系有柔软的尾链[3].由长形有机分子构成的液晶态(相),主要可分为向列相,胆甾相和近晶相三种(见本文第一节).这些液晶态的基本性质,大部分…     

液晶及其应用

 液晶是１８８８年由奥地利的Ｆ．Ｒｅｉｎｉｔｚｅｒ发现的．他把各向同性的胆甾醇苯酸酯晶体加热到１４５．５℃时,它熔融成为各向异性的混浊液体．继续升温到１７８．５℃,混浊液体突然变为清亮的液体．这个由混浊到清亮的过程是可逆的．这说明在各向同性的国相和各向同性的液相之间存在着一个各向异性的液态中介相．把这个各向异性的液态中介相叫做液晶相．凡是能出现液晶相的物体统称为液晶．混浊的胆甾醇苯酸酯液体就是一种液晶．由于液晶具有各向异性而且是液态,所以液晶必然是由各向异性的分子构成,而且分子倾向于定向排列．各向同性分子构成的液态是不可能出现各向异性的．液晶分子有棒形,盘形和碗形三种形状．     

液晶奇异的光学性质讲座 第一讲 光学各向异性的液体

一、液晶的混浊外观——强烈的光散射 在一百年前,奥地利植物学家莱尼茨尔首先发现了液晶,他在一封通信中写道:“这种物质(胆甾醇苯酸酪)具有两个熔点,在145.5℃时,它熔化成为一种雾状的液体;在178.5℃时则突然全部变成清亮的.冷却时先出现紫蓝色,但很快自行消失,物质又呈浑浊状液体,进一步冷却,紫蓝色再度出现,不久即固化成为白色的结晶块.”现在的知识告诉我们,胆甾醇苯酸在145.5℃和 178.5℃之间呈液晶态,第一次出现紫蓝色对应于蓝相,第二次则是胆甾相.现在已经发现有数千种物质呈液晶态,已知的液晶相不下数十种,蓝相和胆甾相只是其中的…     

铁电液晶缺陷光子晶体调谐滤波器的设计

将铁电液晶作为缺陷层引入一维光子晶体中,用电场改变液晶分子的取向,形成光子晶体快速可调谐滤波器.用传输矩阵法研究了铁电液晶缺陷光子晶体的可调谐滤波特性,计算了电压和液晶材料参量对滤波器透射谱的影响.结果表明:改变电压能容易改变光子晶体滤波器透射峰的位置、强度、个数和带宽,实现良好的调谐滤波功能.     

液晶的历史

 液晶,是一种在一定温度范围内呈现不同于气态、液态,又不同于固态的特殊状态的物质。它既具有晶体所特有的双折射性,又具有液体的流动性。液晶最使人感兴趣的是:同一种液晶材料,在不同温度下可以处于不同的相,产生变化多端的相变现象。液晶系统分子间的作用力非常微弱,它的结构易受周围的机械应力、电磁场、温度和化学环境等变化的影响,因此在适度地控制周围的环境变化之下,液晶可以透光或反射光。由于只需很小的电场控制,因此液晶非常适合作为显示材料。从成分和呈现液晶相的物理条件来看,液晶可以分为热致液晶和溶致液晶两大类。热致液晶是指单一成分的纯化合物或均匀混合物在温度变化下出现的液晶相。     

评荐《液晶物理学》

液晶是物质的一种状态,介于液体与晶体之间,具有流动性和各向异性.自1888年发现以来,已有一百年历史.近二十年来,液晶在工业上应用很广,主要是在显示器和高强度高分子材料两方面.由于性质特异,它在凝聚态研究和几个物理前沿课题方面都有独特的地位. 液晶物理的专书主要有两本.一本是P.G.de Gennes在1974年出版的《液晶物理学》,另一本是S.Chandrasekhar在 1976 年出版的《液晶》.前者物理内容丰富,已成为这个领域的经典书;后者推导较详,另有特色.这两本书的出版都已超过十年以上.在这十多年内,液晶发展很快,譬如重入现象、铁电相液晶、近…     

中国的液晶学科

液晶早在1888年就已经被人发现.它们大部分是由长形分子构成的液体.近年来也发现了由盘形分子构成的液晶.液晶是具有晶体各向异性特征的液体.早年由于不曾找到它们的实际用途,所以只是长期作为实验室里的特殊材料来被人欣赏而没有发展.人们对液晶的性质也长期不太熟悉.到了三十     

单轴液晶连续体弹性形变理论

液晶是具有某些晶体性质的液体.它的分子排列方问有一定的规则性.它的许多物理特性,例如导电性、导热性、光学性能等等都具有各向异性的特点.在一定条件之下,它对所处环境的变化,例如温度、电场、磁场等等相当敏感,因此日益被人们所重视,对液晶的研究也日益增多.近年来本刊已有几篇介绍的文章和推导形变自由能表示式的文章[1-3].本文不再多赘述.对于长丝状液晶(nematic liquid crystal,物理学名词译为丝状液晶,化学化工名词译为向列相液晶)和螺旋状液晶(cholesteric liquidcrystal,物理学名词无译名,化学化工名词译为胆甾相液晶)一个经常遇…     

液晶调制的光子晶体可控偏光片和光开关

与介质柱型光子晶体相比，空气孔光子晶体更易于制作和集成而更有应用价值.采用平面波展开法证实了填充液晶的二维三角形分布的空气孔光子晶体方向能隙的可调节性.数值模拟结果表明：1)通过外界电场控制空气孔中所填充的相列液晶的方向可以对光子晶体的方向能隙进行调节，这种可调节性可用于制作场敏偏光片.这与Liu等人研究介质柱型光子晶体的结论相类似；2)用phenylacetylene型液晶替代5CB液晶作为填充物质所得到的空气孔光子晶体偏光片可使用的频率范围显著增大.在此基础上，还研究了填充液晶的光子晶体波导传输谱线的可调节性对特定波长的光切断和开通控制的原理，实现了与以往光开关原理不同的光子晶体光开关. 关键词： 光子晶体 液晶 可调节性 平面波展开法 场敏偏光片     

液晶奇异的电光特性

 液晶学是一门综合性的边缘学科,它涉及物理、化学、生物等多门基础学科。作为一种新材料,液晶愈来愈广泛地得到应用。作为一种凝聚态物质,液晶的特性与结构介于固态晶体与各向同性液体之间,是有序性的流体。     

使用液晶器件的物理光学演示仪

液晶材料的性质液晶材料是由棒状或线状分子构成的有机物质,其长度约为1～3nm,厚度约10~(-1)nm。在某温度范围内,这些材料呈现有序晶体的光学性质(即分子往往互相平行排列),但有液体的流动性。广泛作为液晶使用的材料是联苯(Biphenyl)、苯基环己烷(Phenylcyclohexane)和环己基环己烷(Cyclohexylcyclohexane)族。液晶材料一般有三种类型:近晶相、向列相和胆甾相,以其分子排列的移动或取向顺序来区分。因为各个液晶分子具有折射率各向异性(由于其细长的形状),介电常数各向异性(由于永久或感生偶极矩),所以材     

近晶相液晶的织构和缺陷

最近几年,对于近晶相(smectic phase)液晶的研究在国外蓬勃开展起来.主要有三个方面吸引着探索者:一是人们对近晶相物理性质的了解比向列相(nematic phase)和胆甾相(cholesteric phase)更不清楚,有大量值得研究的问题;二是从结构上来讲近晶相比其它两种相更与晶体、生物膜相关,进一步探索近晶相的物理化学性质与晶体、生物膜所特有的某些功能的关系是很有意义的;三是1980年在两个国际学术会上分别提出了利用近晶相液晶解决其它两类液晶在电视显示上所造成电光响应速度慢的问题,引起了人们的注视. 在由X射线衍射数据分析所获得的近晶相液晶…     

液晶光子晶体的负折射特性研究

可调光子晶体由于其潜在的应用价值成为现今光子晶体研究中的一个热点.本文提出了通过光诱导液晶来调节光子晶体负折射效应的方法,采用平面波展开法、等频图分析法和推广的斯涅尔定理分析了二维液晶正方晶格光子晶体负折射的可调节性.提出了一种新型的液晶光子晶体结构, 数值模拟结果表明:通过偏振光改变液晶指向矢可以调节该液晶光子晶体的负折射.与电场调制方法相比,该光控液晶取向技术具有响应速度快、结构简单的优点.这种可调光子晶体可用于制作光控路由或者应用于全光网络.     

光控光子晶体偏光片

提出了一种新颖的调节液晶光子晶体光子带隙的方法.光子晶体波导通过往二维三角形光子晶体的介质柱之间填充液晶得到，光诱导液晶取向以改变液晶的折射指数从而改变光子晶体的光子带隙.数值模拟结果表明：通过外界光场控制所填充的向列相液晶的方向可以对这种二维三角形介质柱光子晶体的禁带结构进行调节.与电场调制方法相比，该光控液晶取向技术具有响应速度快、结构简单的优点.这种可调光子晶体可用于制作新颖的光敏偏光片.     

胆甾醇型液晶显示(节译)

液晶材料有着液体和晶体中间的性质。即它有着液体的机械性能和晶体的光学性能,又叫做处于介晶态的物质。 为了方便把液晶分成三类。第一类是分层纤维型,其分子排列为层状,其长轴垂直于层面为特征。第二类是纤维型,其特征是长轴大致排为平行的带状分子。第