Flexoelectric torque in uniformly lying helix structures of chiral nematic liquid crystal

Abstract

Electric field induced deformations of chiral nematic liquid crystal layers were studied numerically. Uniformly lying helix structure of short pitch flexoelectric mixtures was considered. The electro-optic effect due to rotation of optical axis around the normal to the layer was simulated. The flexoelectric torque arising under the action of bias voltage and responsible for this rotation was calculated. It was found that the prevailing torque occurs in close vicinity of the boundary plates. Nonlinearity of superposition of splay and bend contributions to the total flexoelectric torque was found.

Zbadano numerycznie odkształcenia warstw nematyków chiralnych wywołane polem elektrycznym. Obliczenia dotyczyły nematyka o krótkim okresie struktury i właściwościach fleksoelektrycznych z osią helisy równoległą do płaszczyzny warstwy. Symulowano efekt elektrooptyczny polegający na obrocie osi optycznej warstwy wokół normalnej do płaszczyzny warstwy. Obliczono fleksoelektryczny moment sił powstający pod wpływem zewnętrznego napięcia i odpowiedzialny za ten obrót. Pokazano, że przeważający moment sił powstaje w pobliżu elektrod. Stwierdzono nieliniowy charakter superpozycji rozkładów momentów polegający na tym, że suma rozkładów momentów istniejących gdy e11 = 0 lub e33 = 0 różni się od rozkładu powstającego gdy oba współczynniki są różne od zera.