非一様な電場下における液晶の電気流体力学的対流とパターンの空間共鳴

非均匀电场下液晶图案的电流体对流和空间共振

• 批准号: 08740323
• 负责人: 日高 芳樹
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740323/
• 关键词: ネマチック液晶; 電気流体力学的対流; 振幅方程式; ギンツブルグ-ランダウ方程式; パターン形成; エクハス不安定性; ブッセ・ダイヤグラム

一般に、液晶の電場に対する挙動を観察するときは、配向剤と透明電極が塗布された2枚のガラスの間に液晶を封入して行う。通常全面に透明電極の塗布されたガラスを用いるが、本研究では、一方のガラスの電極を細い帯状のものにすることによって、封入された液晶の一部にのみ電場が印加されるような容器を作成した。その容器を用いてネマチック液晶の電気流体力学的対流を引き起こし、理想的な1次元対流系を作ることに成功した。現在、対流発生(分岐)点近傍の対流系のふるまいは、「振幅方程式」と呼ばれる非線形偏微分方程式で記述されると考えられている。特に1次元系の場合の振幅方程式は、よく知られた「ギンツブルグ-ランダウ方程式」になる。本研究では、1次元対流系における周期的対流構造(パターン)の安定性を実験的に調べ、さらにある特定の空間モードで現れる「エクハス不安定性」のダイナミクスを詳細に観測した。また、実験結果をギンツブルグ-ランダウ方程式から得られる理論的結果を比較した。まず、分岐点近傍の対流パターンの安定性ダイヤグラムすなわち「ブッセ・ダイヤグラム」をつくり、それがギンツブルグ-ランダウ方程式から得られる理論的結果とよく一致することがわかった。また、エクハス・モードの波数と成長時間の攪乱波数に対する依存性を測定した。しかしこの結果は、エクハス不安定性によって不安定化する全てのモードの中で、成長率が最大であるモードがエクハス・モードとして観測されると考えてギンツブルグ-ランダウ方程式から導き出した理論的結果と一致せず、さらに高次の非線形性を考慮しなければならないことがわかった。

General に, LCD の electric field に す seaborne る 挙 dynamic を 観 examine す る と き は, match to the tonic と transparent electrode が coated さ れ た two の ガ ラ ス の に between LCD を し sealed う て line. Usually comprehensive に transparent electrode の coated さ れ た ガ ラ ス を with い る が, this study で は, one party の ガ ラ ス の electrode を fine い 帯 shape の も の に す る こ と に よ っ て, seal in さ れ た LCD の a に の み electric field が Inca さ れ る よ う な container を made し た. を そ の container with い て ネ マ チ ッ ク LCD の electric 気 fluid mechanics of flow を lead き seaborne こ し, ideal な 1 yuan flow seaborne を makes る こ と に successful し た. Now, flow 発 seaborne (gaps) nearly alongside の flow is の seaborne ふ る ま い は, "amplitude equation" と shout ば れ る nonlinear partial differential equations account で さ れ る と exam え ら れ て い る. に 1 dimensional の amplitude equation は の occasions, よ く know ら れ た "ギ ン ツ ブ ル グ - ラ ン ダ ウ equation" に な る. This study で は, 1 yuan flow seaborne に お け る cycle flow seaborne structure (パ タ ー ン) の stability を be 験 に adjustable べ, さ ら に あ る specific の space モ ー ド で now れ る "エ ク ハ ス unrest" の ダ イ ナ ミ ク ス を detailed に 観 measuring し た. ま た, be 験 results を ギ ン ツ ブ ル グ - ラ ン ダ ウ equation か ら have ら れ る theory results を し た. ま ず, branching points near alongside の flow seaborne パ タ ー ン の stability ダ イ ヤ グ ラ ム す な わ ち "ブ ッ セ · ダ イ ヤ グ ラ ム" を つ く り, そ れ が ギ ン ツ ブ ル グ - ラ ン ダ ウ equation か ら must ら れ る theory results と よ く consistent す る こ と が わ か っ た. ま た, エ ク ハ ス · モ ー ド の wavenumber と growth time の disrupting wave number に す seaborne る dependency を determination し た. し か し こ の results は, エ ク ハ ス labile に よ っ て not stabilization す る full て の モ ー ド の が で, growth rate of the biggest で あ る モ ー ド が エ ク ハ ス · モ ー ド と し て 観 measuring さ れ る と exam え て ギ ン ツ ブ ル グ - ラ ン ダ ウ equation か ら guide き out し た theory are consistent と せ ず, さ ら に higher の を considering nonlinear sex し な け れ ば Youdaoplaceholder0 ならな とがわ とがわ った った.

项目成果

S.Kai,K.Hayashi,Y.Hidaka: "Pattern Forming Instabilities in Homeotropically Aligned Liquid Crystals" Journal of Physical Chemistry. Vol.100,No.51. 19007-19016 (1996)

S.Kai，K.Hayashi，Y.Hidaka：“垂直排列液晶中的图案形成不稳定性”物理化学杂志。

日高 芳樹,林 健一,甲斐 昌一: "ネマチック液晶の対流に見られるソフトモード乱流" ながれ. 15巻3号. 163-164 (1996)

Yoshiki Hidaka、Kenichi Hayashi、Shoichi Kai：“向列液晶对流中观察到的软模式湍流”Nagare，第 15 卷，第 3 期。163-164 (1996)。

S.Kai,Y.Hidaka,K.Hayashi,M.I.Tribelsky: "Universal Defect Dynamics in Two-Dimensional Convective Roll Patterns" Journal of Physical Society of Japan. Vol.65,No.11. 3419-3422 (1996)

S.Kai，Y.Hidaka，K.Hayashi，M.I.Tribelsky：“二维对流滚动模式中的通用缺陷动力学”日本物理学会杂志。