LATTICE ELASTICITY OF BLUE PHASES IN CHOLESTERIC LIQUID CRYSTALS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

New theoretical approaches have been developed for studying and quantitatively describing the elastic properties of cubic blue phases in cholesteric liquid crystals. Within the framework of the Landau–de Gennes theory, using the simplest blue phase O5 with spatial group (I432) as an example calculations of the bulk modulus and two shear moduli were performed depending on the chirality strength and temperature below the crystallization point from isotropic liquid. It is shown that the used approximations of rigid tensors and free helicoids give qualitatively similar results but differ noticeably quantitatively, therefore further experimental studies and numerical modeling of blue phase elasticity are necessary.

About the authors

V. A. Chizhikov

Shubnikov Institute of Crystallography of the Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of the National Research Center "Kurchatov Institute"; MIREA - Russian Technological University (Institute of Radio Electronics and Informatics)

Email: chizhikov@crys.ras.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Moscow, 119454

A. V. Mamonova

Shubnikov Institute of Crystallography of the Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of the National Research Center "Kurchatov Institute"; Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: dmitrien@crys.ras.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Chernogolovka, Moscow Region, 142432

V. E. Dmitrienko

Shubnikov Institute of Crystallography of the Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of the National Research Center "Kurchatov Institute"; Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: dmitrien@crys.ras.ru
Russian Federation, Moscow, 119333; Chernogolovka, Moscow Region, 142432

References

  1. В. А. Беляков, В. Е. Дмитриенко, Голубая фаза жидких кристаллов, УФН 146, 369 (1985) [V. A. Belyakov and V. E. Dmitrienko, the Blue Phase of Liquid Crystals, Sov. Phys. Usp. 28, 535 (1985)].
  2. D. C. Wright and N. D. Mermin, Crystalline Liquids: The Blue Phases, Rev. Mod. Phys. 61, 385 (1989).
  3. P. J. Collings, The Structures of the Blue Phases, Chapter 18 in Handbook of Liquid Crystals, ed. by J. W. Goodby et al., Wiley-VCH (2014).
  4. N. A. Clark, S. T. Vohra, and M. A. Handschy, Elastic Resonance of a Liquid-Crystal Blue Phase, Phys. Rev. Lett. 52, 57 (1984).
  5. P. E. Cladis, P. Pieranski, and M. Joanicot, Elasticity of Blue Phase I of Cholesteric Liquid Crystals, Phys. Rev. Lett. 52, 542 (1984).
  6. R. N. Kleiman, D. J. Bishop, R. Pindak, and P. Taborek, Shear Modulus and Specific Heat of the Liquid-Crystal Blue Phases Phys. Rev. Lett. 53, 2137 (1984).
  7. H. F. Gleeson, R. J. Miller, L. Tian, V. Gortz, and J. W. Goodby, Liquid Crystal Blue Phases: Stability, Field Effects and Alignment, Liquid Crystals 42 , 760 (2015).
  8. M. D. A. Rahman, S. M. Said, and S. Balamurugan, Blue Phase Liquid Crystal: Strategies for Phase Stabilization and Device Development, Sci. Technol. Adv. Mater. 16, 033501 (2015).
  9. S. Khosla, S. Lal, and A. Devi, Review of Blue Phase Liquid Crystal Devices, AIP Conf. Proc. 2352, 020037 (2020).
  10. K. Bagchi, T. EmersiC, J. A. Martinez-Gonzalez, J. J. de Pablo, and P. F. Nealey, Functional Soft Materials From Blue Phase Liquid Crystals, Science Advances 9, eadh9393 (2020).
  11. P. V. Dolganov, K. D. Baklanova, and V. K. Dolganov, Peculiarities of Focal Conic Structure Formed Near the Cholesteric-Isotropic Phase Transition, Phys. Rev. E 196, 014703 (2022).
  12. К. Д. Бакланова, В. К. Долганов, Е. И. Кац, П. В. Долганов, Последовательность трехмерных (3D), двумерных (2D) и одномерных (1D) структур, образующихся из холестерического жидкого кристалла при изменении хиральности, Письма в ЖЭТФ 117, 537 (2023)
  13. C. Blanc, G. Durey, R. D. Kamien, T. Lopez-Leon, M. O. Lavrentovich, and L. Tran, Helfrich-Hurault Elastic Instabilities Driven by Geometrical Frustration, Rev. Mod. Phys. 95, 015004 (2023).
  14. С. А. Бразовский, С. Г. Дмитриев, Фазовые переходы в холестерических жидких кристаллах, ЖЭТФ 69, 979 (1975)
  15. С. А. Бразовский, В. M. Филев, Критические явления в холестерических жидких кристаллах, ЖЭТФ 75, 1140 (1978)
  16. С. М. Стишов, А. Е. Петрова, Термодинамические, упругие и электронные свойства веществ с киральной кристаллической структурой: MnSi, FeSi и CoSi, УФН 193, 614 (2023)
  17. С. В. Демишев, Спин-флуктуационные переходы, УФН 194, 23 (2024) [S. V. Demishev, SpinFluctuation Transitions, Phys. Usp. 67, 22 (2024)].
  18. H. Grebel, R. M. Hornreich, and S. Shtrikman, Landau Theory of Cholesteric Blue Phases, Phys. Rev. A 28, 1114 (1983).
  19. В. А. Чижиков, Анизотропия магнитных фаз кубических гелимагнетиков, ЖЭТФ 159, 656 (2021) [V. A. Chizhikov, Anisotropy of the Magnetic Phases of Cubic Helimagnets, JETP 132, 559 (2021)].
  20. E. I. Kats, V. V. Lebedev, and A. R. Muratov, Weak Crystallization Theory, Phys. Rep. 228, 1 (1993).
  21. В. Е. Дмитриенко, Голубая фаза жидких кристаллов: рассеяние света и модули упругости, Письма в ЖЭТФ 43, 324 (1986) [V. E. Dmitrienko, Blue Phase of Liquid Crystals: Light Scattering and Elastic Moduli, JETP Lett. 43, 419 (1986)].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».