Исследование низкоразмерных фаз в жидких кристаллах с использованием синхротронов

Островский Борис Исаакович

ФНИЦ «Кристаллография и Фотоника» РАН

Для жидких кристаллов (ЖК) характерно существование целого ряда фаз пониженной размерности, промежуточных между кристаллами с полным набором трехмерных (3D) трансляций и обычными жидкостями. Классическим примером является 3D смектическая (слоевая) фаза, характеризующаяся одномерным трансляционным порядком в направлении нормали к плоскости слоев и жидкостным поведением в перпендикулярной плоскости. Другим примером являются трехмерные колончатые (дискотические) фазы, образующие двумерные сетки из жидкостных 1D колонок. Все эти фазы описываются соответствующими парными корреляционными функциями плотности, имеющими различный вид в зависимости от выбранного направления в образце. Поскольку структурный фактор, измеряемый в рентгеновском эксперименте, является Фурье-образом парной корреляционной функции плотности, именно рентгеновские исследования предоставляют уникальные возможности для идентификации различных ЖК фаз и определения характера позиционных корреляций в них. Дан обзор возможностей современных источников синхротронного излучения (на примере синхротронов PETRA III, DESY, Гамбург, Германия; ESRF, Гренобль, Франция и NSLS, Брукхевен, США) для проведения прецизионных экспериментов в ЖК, как в объеме, так и в виде свободно подвешенных пленок. Проанализированы соответствующие рентгеновские эксперименты в фазах ЖК различной симметрии. Особое внимание уделено свойствам 3D гексатической фазы, сочетающей дальний порядок в ориентации связей (bond - orientational order) с жидкостным позиционным порядком в слоях.