球形向列相液滴新缺陷态的研究

• 作者: 刘宏恩 周旋 张志东 陈思博 马鹤
• 来源期刊: 材料科学
• 学科: 教育
• 关键词: Landau-de Gennes理论 +1/2缺陷环 -1/2缺陷环 锚定条件
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 441-453
• 页数: 13页
• 分类号: G63

摘要

基于Landau-de Gennes理论,利用二维有限差分迭代法,研究了相同条件下环(ring)结构与三缺陷结构之间的能量对比。探究了三缺陷结构稳定存在的尺寸范围、边界条件对于缺陷位置的影响以及三缺陷结构转变为环结构的动力学过程。结果表明:环结构能量最低为基态,而三缺陷结构能量相对较高为亚稳态。研究中选取固定温度并做单一弹性常数近似。对于均匀垂面锚定且锚定强度系数为w = 10−3 J/m2时,三缺陷结构在R ≥ 1.17 μm范围内稳定;w = 10−4 J/m2时,三缺陷结构在R ≥ 1.16 μm范围内稳定;w = 10−5 J/m2时,存在的范围为R ≥ 0.95 μm。进一步改变边界锚定强度系数,使其在边界不再是定值,而是线性变化的。在球的两极点处取最大值wmax,并取半径为26.4 μm进行研究。其他条件相同只改变wmax的值,我们发现,wmax取10−3 J/m2与取10−4 J/m2、10−5 J/m2相比,缺陷反而向中心轴收缩,出现反常现象。在较小的半径下,三缺陷态中的两个缺陷靠近并湮灭,最终形成环结构。