液晶光子学第1章绪论课件

1、液晶光子学第一章绪论1.1液晶的概念及其分子结构1.2液晶的分类1.3液晶的典型相态与结构of402 习题1.1 液晶的概念及其分子结构第一章 绪论of4031液晶的概念固态液态气态各向异性流动性液晶态各向同性态晶态液晶态升温降温1.1 液晶的概念及其分子结构第一章 绪论of4042液晶的分子结构第一个液晶分子的发现1.1 液晶的概念及其分子结构第一章 绪论of4052液晶的分子结构(a) 人工合成的第一种室温液晶 MBBA(b) 室温稳定液晶 5CB液晶分子通式X, Y: 苯基/ 环己烷/ 杂环M, N: -CH=N-, -N=N-, -CC-, -COO-R, R: 烷基/ 烷氧基长链/

2、末端引入极性基团1.1 液晶的概念及其分子结构第一章 绪论of4062液晶的分子结构奇偶效应：末端烷基或烷氧基团的碳原子个数为奇数时一般呈现液晶态，当个数为偶数时一般不呈现液晶态。末端取代基链长不宜过长或过短；末端基团链长，呈现近晶相的概率较高。呈现近晶相的两种液晶分子7CB8OCB第一章绪论1.1液晶的概念及其分子结构1.2液晶的分类1.3液晶的典型相态与结构of407 习题1.2 液晶的分类第一章 绪论of4081按呈现液晶态的方式分类热致液晶目前应用最为广泛的一类液晶热致液晶占90%以上液晶态依赖于温度。仅在一定的温度范围内呈现液晶性质溶致液晶广泛存在于生命体内，溶质一般为两亲性分子，溶

3、剂一般为水液晶态存在于一定浓度范围内，不同浓度分子排列不同层状相六方相立方相1.2 液晶的分类第一章 绪论of4092按分子几何外形分类棒状盘状碗状香蕉状1.2 液晶的分类第一章 绪论of40102按相对分子质量分类小分子液晶高分子液晶1相对分子质量较小2液晶态稳定3液晶相温度区间大且覆盖室温混晶（商用液晶） 平衡光学、电学各向异性，液晶相区间及呈现液晶态的温度等1高强度、高稳定性2阻燃、绝缘3耐辐射、耐腐蚀、线膨胀率低小分子液晶基元通过热、光或催化方式键合，产生在一定温度下（通常高于室温）呈现液晶相的物质1.2 液晶的分类第一章 绪论of4011高分子液晶 按基元位置分类主链型侧链型复合型刚

4、性主链型高分子液晶聚对苯甲酰胺侧链型高分子液晶1.2 液晶的分类第一章 绪论of4012高分子液晶 液晶基元的影响聚合物的有序性比在小分子时更高单体的液晶性能与聚合物可能不同，向列相可能会变成近晶相小基元可以聚合后形成液晶相，通常为向列相液晶基元长度增加，清亮温度上升第一章绪论1.1液晶的概念及其分子结构1.2液晶的分类1.3液晶的典型相态与结构of4013 习题1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4014各向同性态向列相晶相近晶相手性向列相手性剂Bragg 反射螺旋轴 螺距(pitch)1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4015向列相分子排列一维有序，分子质心无序，不存在平移有序性向列

5、相分子结构丝状织构四种奇点X射线衍射1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4016近晶相分子排列一维有序，分子质心无序，不存在平移有序性，有序性高于向列相SmA相SmC相SmB相1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4017手性液晶相分子内含有不对称碳原子体系掺入手征性分子手性液晶相胆甾相蓝相手性近晶C相TGB相1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4018胆甾相Bragg 反射螺旋轴 螺距(pitch)分子结构焦锥织构表面取向后油丝织构选择性反射指纹织构衍射效应外加电场外加剪切力1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4019蓝相优点:光学各向同性对特定波长圆偏振光的可调性反射响应时间迅速缺点

6、:温宽窄1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4020蓝相 (Blue Phase)BPI 体心立方BPII 简单立方BPIII 织构BPII 织构BPI 织构Kssel圆环衍射图案 BPII 圆环衍射BPI 圆弧衍射织构观察，表面未锚定处理液晶盒晶面指向随机，反射光颜色不同BPII晶格常数小于BPI1.3 液晶的典型相态第一章 绪论of4021扭曲晶粒边界相（TGB）存在于高手性体系的胆甾相和近晶相之间分子排列类似胆甾相指向矢产生扭曲分子排列类似近晶相，具有明显的分层结构反射光波长公式第一章绪论1.1液晶的概念及其分子结构1.2液晶的分类1.3液晶的典型相态与结构of4022 习题1.液晶态物质的分子结构有哪些基本特点，液晶的光学各向异性主要由分子结构中的哪几个方面来决定？2.液晶的分类方式主要有哪几种？3.溶致液晶的分子排列结构具有怎样的特点，其排列结构主要由哪个方面决定？4.液晶的指向矢和有序度代表何种物理意义，有序度的定量分析基于何种数