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…     

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     

液晶丝——新的一维系统

液晶是指介于晶体和液体之间的一种新的物质状态.液晶的一些光学、电学和磁学性质呈各向异性,这与晶体类似.液晶不能承受切胁强,它具有液体的特征.目前所知道的液晶,其分子形状有“长形”和“盘形”两种.它们都可形成向列相和胆舀相液晶态,不同之处是前者还可形成近晶相,而后者     

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。     

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…     

液晶及其理论描述

一、引 言1.什么叫液晶? 通常人们熟知的物质存在的状态是:固态(包括晶态和非晶态)、液态、气态、等离子体态等,统称为物质四态.但这样说还不完整,现已发现有数千种之多的有机分子材料从固态到液态并不是经历一个单个的相变,而是要经过一个或多个中间过渡态.普通的晶体加热到一定的温度时,晶体内分子的排列很快由有序状态变成无序状态,并产生了流动性,晶体也就由固态变为液态.从固态转变为液态这种相变现象通常在比较窄的温度范围内发生.但某些有机化合物的相变却不然,它不直接由固态变为液态,而是要经过一个(或几个)介于固态与液态之间的过…     

液晶奇异的光学性质讲座 第二讲 胆甾相液晶的特殊光学性质

这一讲主要介绍胆甾相液晶的一些特殊光学性质.上一讲中的图1(b)已经描述了胆甾相液晶的螺旋结构,螺旋的周期称为螺距P.这类材料主要来自胆甾醇的衍生物,故因此而得名.在向列相中如果掺入一定的手征性(手征性是指分子左和右不具有镜象对称性)化合物也能获得胆甾相,所以有时也称它为手征性向列相.它具有不同于一般液晶的光学性质,如选择反射、圆二色性、强烈的旋光色散以及电光和磁光效应等. 一、胆甾相液晶的选择反射 将不及头发丝1/5直径厚的胆甾相液晶充入玻璃盒内,在白光照射时会看到液晶盒呈现非常鲜艳的彩色.从不同角度观察,它的彩色…     

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     

液晶

液晶化合物和液晶态的研究虽然已有七十多年的历史,但只是1966年以后在非破坏测试,电子工业与生物医药等领域内的应用取得了重大进展之后,才引起普遍重视,使它得以很快的发展,目前世界各国都在深入地从各种方向进行研究.下面将简单介绍最近几年之中所取得的一些成就.但篇幅所限,不打算对每一项目都作深入讨论,如有需要请查阅原始资料. 一、液晶态和液晶化合物 晶体从固态变为液态的温度通常称为熔点.这种相变常在比较狭窄的温度范围内发生.从物质结构来理解这个过程,那就是从分子排列整齐并且相对位置不变(有一定结构)的晶体变成了分子排列…     

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…     

液晶特性在一些方面的应用

具有晶体性能的液体在电场作用下改变颜色和光学性能。当前可用在显示技术中,今后将用在数据存贮和激光操作中。 在液晶应用中最注意的是显象应用,而液晶的可调光学性质用于可变光学记忆方面是富有潜力的,因为利用偏转激光束可用它作读出偏转本身以及调制光束是这种奥妙物质的附加     

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…     

液晶在检验电子器件上的应用试验

液晶是一种具有特定分子结构的有机化合物,它在相变时,不是由固态直接转变成液态,而要经过一个过渡态,人们称此介于固态和液态之间的这一过渡态为液晶态,简称为液晶.此态具有液态又具有固态的性质,即它的机械性能具有液体特性,而光学性能方面具有晶体的特性.它对光线、电场、磁场、温度、应力和蒸汽等的反应都非常灵敏,所以具有广泛的用途.我们曾应用液晶于探伤、探瘤、电子元件以及其它一些试验工作.本文仅介绍应用液晶显示电子器件在工作伏态下的热分布情况,特别是应用于集成电路上. 集成电路内部异常状态的显示,国外有的是用红外装置来检…     

液晶

液晶是１８８８年奥地利植物学家莱尼茨尔在合成胆醇脂时发现的：实验物质加热到１４５℃晶体开始熔解并逐渐变成乳白色粘稠状液体,温度达到１７８．５℃时粘稠状液体变清而成为各向同性的液体．该物质处于１４５－１７８．５℃之间的粘稠状态时具有双折射现象,这就是液晶．２０世纪６０年代以后液晶研究篷勃发展起来．７０年代法国物理学家德然纳成功地建立了液晶的宏观相变理论并提出了液晶与超导体和超流体的相似性,使液晶成为一门独立的学科．德然纳因此项成就获得１９９１年诺贝尔物理奖．我国从７０年代开始液晶的研究和开发工作,…     

温度对液晶填充光子晶体光纤传输特性的影响

利用液晶的折射率是温度和波长函数的特性,在光子晶体光纤(PCF)芯区的空气柱中填充向列相液晶,通过改变温度来改变液晶的折射率,构成了一种温度凋制光子晶体光纤.用阶跃有效折射率模型研究了温度对这种光子晶体光纤在不同光波长时传输特性的影响,并进行了数值计算.结果表明液晶填充使光子晶体光纤的色散减小,由于折射率对温度和波长变化敏感,改变温度可以使光纤在长波长区域出现单模传输,在短波长时不会出现单模传输,即使包层相对孔径很小也不会出现无截止单模传输.温度升高使光纤的色散值增大,零色散波长向短波长方向移动.这些特性对温度调制光子晶体光纤器件的设计和应用具有一定的参考意义.     

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…     

凝聚态物理学简介

一、什么是凝聚态物理学 固体和液体是由原子、分子集聚起来,具有很强内聚力的有一定体积的物体,这类物体称为凝聚态物质.凝聚态物理学就是研究凝聚态物质的物理性质、微观结构、微观运动状态及其相互关系的学科. 从历史上来说,凝聚态物理学是由固体物理学发展而来的.近年来,固体物理学的研究领域有了很大的扩展,研究对象由内部原子(或分子)呈周期排列的晶态固体发展到内部原子(或分子)没有规则排列的非晶态固体;又发展到结构与非晶态固体相似的液体;还有在一些方向上不规则,但在另一些方向上有某种规则排列的液态晶体(简称液晶);在极低温下…