МОДУЛИ УПРУГОСТИ ГОЛУБЫХ ФАЗ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ Текст научной статьи по специальности «Физика»

МОДУЛИ УПРУГОСТИ ГОЛУБЫХ ФАЗ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ

Дмитриенко В. Е.1'2, Мамонова А. В.1'2, Чижиков В. А.2

1 Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии

наук, Черноголовка, Россия 2Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники (КККиФ), Москва, Россия [email protected]

В настоящем докладе предлагаются различные подходы к теоретическому описанию физики упругих взаимодействий в голубых фазах. Голубые фазы - это самоорганизующиеся трёхмерные кристаллические структуры в хиральных жидких кристаллах, обычно с кубической симметрией [1,2]. Большой вклад в исследование их физических свойств внесли сотрудники ИФТТ [3 -7]. Так как типичные периоды этих кристаллов порядка нескольких тысяч ангстрем, их предполагается использовать в качестве фотонных кристаллов, электрооптических элементов, дисплеев и т.п. [8,9]. Оптические свойства голубых фаз изучены весьма основательно [1,3 -7], но остаётся много нерешённых фундаментальных проблем в понимании их упругих, электроупругих, вязкоупругих, оптоупругих свойств.

Предлагаемые подходы базируются на функционале Ландау - де Жена [1,2], параметрами которого являются жидкокристаллические модули Франка. В рамках теории Ландау - де Жена на примере простейшей голубой фазы O5 с пространственной группой симметрии /432 проведены вычисления модуля всестороннего сжатия и двух модулей сдвига в зависимости от силы хиральности и температуры ниже точки кристаллизации из изотропной жидкости [10]. Показано, что используемые приближения жёстких тензоров и свободных геликоидов дают качественно похожие результаты, но заметно отличаются количественно, поэтому необходимы дальнейшие экспериментальные исследования и численное моделирование упругости голубых фаз. Обсуждаются также возможные методы измерения упругих модулей, в частности, по тепловому диффузному рассеянию света вблизи брэгговских пиков, подобно тому, как упругие модули обычных кристаллов измеряются по тепловому диффузному рассеянию рентгеновских лучей.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант № 2312-00200. Численная оценка модулей упругости проведена В.А.Чижиковым в рамках выполнения государственного задания НИЦ "Курчатовский институт".

Литература

1. Беляков В.А., Дмитриенко В.Е. // УФН. - 1985. - Т. 146. - № 3. - С. 369-415.

2. Wright D.C., Mermin N.D. // Rev. Mod. Phys. - 1989. - Т. 61. - № 2. - С. 385-433.

3. Демихов Е.И., Долганов В.К., Крылова С.П. // Письма в ЖЭТФ. - 1985. - Т. 42. - № 1. -С. 15-17.

4. Беляков В.А., Демихов Е.И., Дмитриенко В.Е., Долганов В.К. // ЖЭТФ. - 1985. - Т. 89. - № 6. - С. 2035-2051.

5. Демихов Е.И., Долганов В.К., Крылова С.П. // ЖЭТФ. - 1987. - Т. 93. - № 5. - С. 17501756.

6. Demikhov E.I., Dolganov V.K. // II Nuovo Cimento D. - 1990. - T. D12, - С. 1335-1342.

7. Долганов В.К. // ЖЭТФ. - 1995. - Т. 108. - № 2. - С. 593-603.

8. Guo D.Y. et al. // Nature Materials. - 2020. - T. 19, - С. 94-101.

9. Hu W. et al. // Nature Communications. - 2021. - T. 12, ай^ск number: 1440.

10. Чижиков В. А., Мамонова А. В., Дмитриенко В.Е. // ЖЭТФ. - 2024. - Т. 166. - № 6.