Дисертаційна робота присвячена дослідженню механізмів керування топологічними пастками в рідинних кристалах. У роботі вивсчалися методи що можуть бути застосовані для керування положенням топологічних дефектів в рідинних кристалах
Керування орієнтацією, макроструктурою та оптичними властивостями рідинних кристалів є актуальним питанням сучасних як з фундаментальної так і з прикладної точки зору оскільки рідинні кристали активно використовуються в різних областях науки та технологій, починаючи від сучасної електроніки до медицини. рідиннокристалічні дисплеї, тепловізори та термографи, керовані лінзи та оптичні затвори, рідиннокристалічні лазери та декоративна косметика – ось далеко неповний лист застосувань рідинних кристалів. Навіть кевлар, який зараз найчастіше застосовується для бронежилетів, виготовлено з рідиннокристалічного полімеру.
В ході проведення дослідженнь приведених в даній роботі, вперше спостерігалося формування світлоіндукованих візерунків, що мають вигляд концентричних кілець, видимих лише між поляризаторами, у планарній рідиннокристалічній (РК) комірці з фоточутливою плівкою халькогеніду As20Se80. При опроміненні поверхні халькогеніду гауссівським лазерним променем через шар РК спостерігали виникнення незвичайного розподілу переорієнтації молекул рідинного кристалу, що з'являється при опроміненні поверхні халькогеніду. Експериментальні результати пояснено з точки зору передачі тепла від халькогенідної плівки до РК після поглинання світла в халькогенідному шарі. Світлоіндукований нагрів спричиняє зміну двозаломлення РК і, як наслідок, просторово модульованого поляризаційного стану в площині халькогенідного шару. Оскільки халькогенідна плівка є фотоорієнтуючим матеріалом, просторова модуляція поляризації світла призводить до формування просторово модульованої осі легкої орієнтації та кільцевої структури директора в комірці.
Формування світлоіндукованої орієнтаційної модуляції на світлочутливій поверхні в у поєднанні з чвертьхвильовою пластиною може сформувати затримку фази, величина якої відповідає куту переорієнтації директора. Запропоновано також модель рідкокристалічної гауссової призми. Ми вважаємо, що цей ефект може бути застосований для розробки різних оптичних та електрооптичних елементів, таких як формувачі пучка, мікролінзи, зонні пластини тощо.
Для дослідження структури рідинного кристалу використовуються комбіновані комірки що складаються з прозорих підкладинок з попередньо заданою орієнтацією рідинного кристалу на поверхні. Такий метод дозволяє отримати задану орієнтацію молекул рідинного кристалу в усьому об’ємі комірки. Однією з цікавих особливостей рідинних кристалів є здатність генерувати різноманітні візерунки у поляризованому світлі, які вони утворюють завдяки двопроменезаломленню рідинних кристалів. Ці закономірності майже повністю обумовлені структурою, яка виникає в далекому молекулярному порядку рідини. При цьому у впорядкуванні структури рідинних кристалів можуть виникати топологічні дефекти. Топологічний дефект у площині поворотної комірки, заповненої рідинних кристалів, з’являється, коли кут скручування директора стає невизначеним.
Положення дефекту в рідинному кристалі, повністю задається орієнтацією рідинного кристалу на орієнтуючих поверхнях підкладинок та структурою рідинного кристалу. Це дозволяє, керуючи орієнтацією на поверхні, змінювати орієнтацію в об’ємі і керувати положенням дефекту.
Візуалізація положення топологічного дефекту є важливою складовою для побудови різноманітних приладів, заснованих на вимірюванні положення топологічного дефекту, саме тому, в роботі було досліджено можливість захоплення різноманітних частинок, для того, щоб зробити видимим., не озброєним оком, топологічний дефект.
Останнім часом активно розвиваються методи фотоорієнтації молекул рідинного кристалу використовуючи фото ізомеризацію шару молекул нанесеного на поверхню підкладинок поляризованим випромінюванням. Використання фоточутливих підкладинок є актуальним як з фундаментальної точки зору так і для практичного застосування (для побудови новітніх типів рідинно-кристалічних дисплеїв, дозиметрів випромінення, приладів для контрольованого захоплення та переміщення частинок, оптичних приладів з контрольованими характеристиками на основі рідинних кристалів, тощо).
У даній роботі, наведено ряд досліджень спрямованих на керування положенням топологічного дефекту в рідинному кристалі, а також візуалізацію його положення шляхом розміщення в ньому частинок мікроскопічного розміру.
Ключові слова: Рідинний кристал, фотоорієнтація, халькогенідні плівки, топологічні дефекти, дисклинації, нематик, холестерик.
