Equilibrium shapes of director in nematic with cylindrical particles

Abstract

Equilibrium shapes of the director arising around a cylindrical particle in nematic liquid crystal are studied in their dependence upon the value and type of anchoring between the director and the lateral surface of the particle. Perpendicular and parallel orientations of the particle axis with respect to the non-perturbed nematic director are considered. In the case of strong anchoring between the director and the lateral surface of the particle the equilibrium distance between the axis of the particle and a disclination line is obtained as a function of value anchoring energy. In the case of weak anchoring for nematic in external electric field the analytical expression for the distribution of the director field around the cylindrical particle is obtained.

Исследованы равновесные конфигурации директора, возникающие вокруг цилиндрической частицы в нематическом жидком кристалле, в зависимости от величины и типа сцепления директора с ее боковой поверхностью. Рассмотрены перпендикулярная и параллельная ориентации оси частицы относительно невозмущенного директора нематика. В случае сильного сцепления директора с боковой поверхностью частицы найдено равновесное расстояние дисклинационной линии от оси частицы как функцию величины энергии сцепления. При слабом сцеплении, когда рассматриваемый нематик находится во внешнем электрическом поле, получено аналитическое выражение распределения поля директора вокруг цилиндрической частицы.

Досліджено рівноважні конфігурації директора, які виникають навколо циліндричної частинки у нематичному рідкому кристалі залежно від величини й типу зчеплення директора з її бічною поверхнею. Розглянуто перпендикулярну та паралельну орієнтації осі частинки відносно незбуреного директора нематика. У разі сильного зчеплення директора з бічною поверхнею частинки знайдено рівноважну відстань дисклінаційної лінії від осі частинки як функцію величини енергії зчеплення. Для слабкого зчеплення, коли досліджуваний нематик перебуває у зовнішньому електричному полі, отримано аналітичний вираз розподілу поля директора навколо циліндричної частинки.