1286 KB0 KB201120252023Harkai, SašaKralj, Samoštevilka:1letnik:13str. 33-49DOI:10.18690/analipazu.13.1.33-50.2023COBISSID_HOST:162396163ISSN:2232-416XURN:URN:NBN:SI:doc-9Z4BHRXUslPAZUAnali PAZUliquid crystalmreženematicsnematikinetworkssimetrijasymmetrytekoči kristalitopological defectstopološki defektiMultistabilne mreže topoloških defektov|Topological defects are a consequence of symmetry-breaking phase transitions and are ubiquitous in nature. An environment where they most easily studied, are nematic liquid crystals. We describe nematic structures at the mesoscopic scale with a tensor order parameter and we determine equilibrium states by numerically minimizing free energy. We enforce defects through boundary conditions at enclosing surfaces. First we show that there are multiple equilibrium states possible by just enforcing one defect, depending on the thickness of the cell. While enforcing multiple defects at the bottom surface we can create equilibrium states with "chargeless" line defects. By enforcing a 4x4 network of defects we can create complex patterns of chargeless line defects, where 18 are quantitatively and 7 are qualitatively different. We also demonstrate how to rewire the line defects to transition from one pattern to another and back. Our system could lead to multistable optical displays and rewirable nanowiresTopološki defekti se pojavijo ob faznih prehodih, pri katerih pride do zloma simetrije in so vseprisotni v naravi. Okolje, v katerem jih najlažje lahko preučujemo, so nematski tekoči kristali. Nematske strukture opišemo na mezoskopski skali s tenzorskim ureditvenim parametrom in določimo ravnovesna stanja z numerično minimizacijo proste energije. V sistem vsiljujemo topološke defekte preko robnih pogojev na mejnih površinah. Najprej pokažemo, da se že z vsiljevanjem enega defekta lahko vzpostavijo različna ravnovesna stanja glede na debelino celice. V primeru vsiljevanja večih defektov na spodnji mejni površini lahko v sistemu vzpostavimo ravnovesna stanja z "nenabitimi" linijskimi defekti. Z vsiljevanjem 4x4 kvadratne mreže defektov lahko v sistemu vzpostavimo kompleksne vzorce nenabitih linijskih defektov, kjer jih je 18 kvantitativno in 7 kvalitativno različnih. Prikažemo, da lahko z uporabo zunanjega električnega polja reverzibilno prehajamo iz enega vzorca v drugega. Prikazani sistemi bi se lahko uporabili v multistabilnih optičnih prikazovalnikih in prevezljivih nanožičkahTEXTznanstveno časopisjejournalsSlovenian National E-content AggregatorNational and University Library of SloveniaZdruženje Pomurska akademsko znanstvena unija