مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

تحلیل گذار ساختاری و رفتار دینامیکی توری‌های قطبشی بلورمایع فرونماتیک تحت اثر همزمان میدان‌های مغناطیسی و نوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

روژان ناصری 1
سعیده شعاری نژاد 1
رقیه غفاری ارسون 2

1 گروه فیزیک نظری و نانو، دانشکده فیزیک، دانشگاه الزهرا (س)، ده ونک، تهران

2 گروه فیزیک، دانشکده فیزیک، دانشگاه زنجان، زنجان

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.1.22023
چکیده
رفتار توری قطبشی بلور مایع آمیخته به نانو‌ذرات مغناطیسی تحت میدان مغناطیسی و میدان نوری لیزر در چارچوب نظریۀ پیوستار کشسانی بررسی شده است. گذار بین حالت تعادلی و واپیچیدۀ سامانه برای کسرهای حجمی مختلف نانو‌ذرات در شرایط چنگ‌زدگی قوی و ضعیف روی سطوح مرزی تیغه به‌دست آمده است. نمودار فازی سامانه نشان می‌دهد که با افزایش کسر حجمی نانو‌ذرات، برای گذار از حالت تعادلی به واپیچیده، به میدان‌های آستانۀ قوی‌تری نیاز داریم. همچنین با استفاده از نظریۀ اریکسون- لزلی، دینامیک سامانه بررسی و زمان‌های پاسخ‌دهی در وضعیت‌های روشن و خاموش میدان‌های خارجی محاسبه شده است. نتایج حاصل، تأثیر حضور نانو‌ذرات و قدرت چنگ‌زدگی سطوح تیغه را بر زمان‌های پاسخ‌دهی آشکار می‌سازد. این نتایج با گزارش‌های تجربی موجود سازگار است و می‌تواند در بسیاری از دستگاه‌های مبتنی بر بلورهای مایع، از جمله نمایشگرها و دستگاه‌های هدایت پرتو، مفید واقع شود.

کلیدواژه‌ها

بلور مایع
فرونماتیک
توری قطبشی
نانو‌ذرات مغناطیسی
میدان مغناطیسی
لیزر
موضوعات

عنوان مقاله English

Structural transition and dynamic behavior of feronematic liquid crystal polarization grating under simultaneous magnetic and optical fields

نویسندگان English

Rojan Naseri 1
Saeedeh Shoarinejad 1
Rogayeh Ghaffari Arsoun 2
1 Alzahra University
2 University of Zanjan
چکیده English

The behavior of a liquid crystal polarization grating mixed with magnetic nanoparticles under magnetic and laser optical fields is investigated in the framework of the elastic continuum theory. The transition between the equilibrium and distorted states of the system is obtained for different volume fractions of nanoparticles under strong and weak anchoring conditions on the boundary surfaces. The phase diagram of the system indicates that higher threshold fields are required for the transition as the volume fraction of nanoparticles increases. Also, using the Ericksen–Leslie theory, the system’s dynamic is investigated and the response times in the on and off states are calculated. The results reveal the effect of the presence of nanoparticles and the anchoring strength on the response times. These results are consistent with existing experimental reports and can be useful in many liquid crystal-based devices, including displays and beam- guiding devices.

کلیدواژه‌ها English

liquid crystal
ferromagnetic
polarization grating
magnetic nanoparticles
magnetic field
  1. I C khoo, “Liquid crystals”, John Jiely & Jons, New Jersey (2007).
  2. P G De Gennes and J Prost, “The physics of liquid crystals”, Oxford Sience Publications (1995).
  3. T Kato, et al., Chem., Int. Ed. 57 (2018) 4355.
  4. A Schenning, G P Crawford, and D J Broer, “Liquid Crystal Sensors”, CRC Press, Taylor and Francis Group (2017).
  5. M H Pourasl, et al., Rep.13 (2023) 6847.
  6. J Tang, et al., Photonic Sens. 14 (2024) 240203.
  7. F Brochard and P G De Gennes, Phys. 31 (1970) 691.
  8. S Shoarinejad and R M Siahboomi, Appl. Phys. 129 (2021) 025101.
  9. C Cirtoaje, et al., Surf. Sci. 487 (2019)1301.
  10. E Petrescu and C Cirtoaje, Nanomater. 12 (2022) 1119.
  11. P K Mukherjee, Magn. Magn. Mater. 604 (2024) 172309.
  12. S Shoarinejad and M Ghazavi, Soft Mater.15 (2017) 173.
  13. L Gulati, et al., Funct. Mater. 35 (2025) 2413513.
  14. Z Keikavousi, S Shoarinejad, and M R Mozaffari, J. Phys. 10 (2020) 29.
  15. R Naseri and S Shoarinejad, Cryst. 47 (2020) 1863.
  16. Y H Lee, K Yin, and S T Wu, Express 25 (2017) 27008.
  17. Y Weng, et al., Lett. 43 (2018) 5773.
  18. G Tan, et al., Express 26 (2018) 25076.
  19. T Zhan, et al., Soc. Inf. Disp. 27 (2019) 223.
  20. M J Escuti and W M Jones. Proceedings of SPIE Optics & Photonics Conference, San Diego, CA. 13–17 Aug (2006).
  21. W M Jones, B Conover, and M J Escuti. Int. Symp. Digest. Tech. Papers. 37 (2006) 1015.
  22. R K Komanduri and M J Escuti, Rev. E 76 (2007) 021701.
  23. E Petrescu, R E Bena, and C Cirtoaje, Magn. Magn. Mater. 336 (2013) 44.
  24. R E Bena and E Petrescu, Magn. Magn. Mater. 248 (2002) 336.
  25. R E Bena and E Petrescu, Magn. Magn. Mater. 320 (2008) 299.
  26. N Podoliak, et al., Adv. 4 (2014) 46068.
  27. N Sebastian, et al., Mol. Liq. 267 (2018) 377.
  28. A S Zolotko, et al., Lett. 32 (1980) 158.
  29. B Y Zeldovich and N V Tabirian, Phys. JETP. 55 (1982) 656.
  30. N V Tabirian, A V Sukhov, and B Y Zeldovich, Cryst. Liq. Cryst. 136 (1986) 1.
  31. J N Eakin, et al., Phys. Lett. 85 (2004) 1671.
  32. C Oh, R K Komanduri, and M J Escuti. Int. Symp. Digest. Tech. Papers. 37 (2006) 844.
  33. H Sarkissian, et al., 2005 Quantum Electronics and Laser Science Conference, Baltimore, MD. 22–27 May (2005).
  34. I W Stewart, “The static and dynamic continuum theory of liquid crystals”, Taylor and Francis (2004).
  35. J L Ericksen, Ration. Mech. Anal. 4 (1960) 231.
  36. J L Ericksen, Ration. Mech. Anal. 9 (1962) 371.
  37. F M Leslie, Ration. Mech. Anal. 28 (1968) 265.
  38. E Petrescu, R E Bena, and C Cirtoaje, Magn. Magn. Mater. 336 (2013) 44.
  39. E Petrescu, C Motoc, and D Manaila, Phys. Lett. B. 14 (2000) 139

XML
اصل مقاله 1.09 M
فایل‌های تکمیلی/اضافی
16-Shoari1 -ABS.pdf

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی