Golub P. V. and Vasnetsov M. V.

^{Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Prospect Nauky 46, 03028 Kyiv, Ukraine, pvgolub@live.com}

Download this article

Abstract. We report the experiments aimed at controlling the position of linear topological defect (disclination) in a so-called q-cell filled with a nematic liquid crystal sandwiched between circularly rubbed polyimide (Kapton) layer and photo-aligning PVCN material oriented unidirectionally. To satisfy surface-alignment conditions, the director within this cell experiences a twist. The topological defect appears in a plane where the twist angle of the director becomes indeterminate (90º). In an achiral liquid crystal, orientation of the disclination coincides with the alignment occurring on the unidirectionally oriented substrate. The idea of this work is to control the alignment direction on the substrate by a polarized ultraviolet light. Photo-induced director reorientation on the substrate changes the twist angle in the bulk and so varies the azimuthal angle of the disclination. We monitor reorientation of the disclination as a function of light-polarization angle and irradiation dose. 

Keywords: liquid crystals, photo-alignment, topological defects, disclinations 

UDC: 535.21+539.2
Ukr. J. Phys. Opt. 22 87-91
doi: 10.3116/16091833/22/2/87/2021
Received: 17.02.2021

Анотація. Ми повідомляємо про експерименти, спрямовані на керування рухом лінійного топологічного дефекту (дисклинації) у т. зв.  q-комірці, заповненій нематичним рідким кристалом, який затиснуто між циркулярно натертим поліімідним (каптонівським) шаром та односпрямовано орієнтованим фотовирівнюючим матеріалом PVCN. Щоб задовольнити умови вирівнювання на поверхні, директор у цій комірці зазнає скручування. Топологічний дефект з’являється в площині, де кут скручування директора стає невизначеним (90º). В ахіральному рідкому кристалі орієнтація дисклинації збігається з напрямком вирівнювання, що має місце на односпрямовано орієнтованій підкладці. Ідея цієї роботи полягає в керуванні напрямком вирівнювання на підкладці за допомогою поляризованого ультрафіолетового світла. Фотоіндукована переорієнтація директора на підкладці змінює кут скручування в об’ємі рідкого кристала, а тому й азимутальний кут дисклинації. Ми також відстежили переорієнтацію дисклинації як функцію кута поляризації світла та дози опромінення.

Ключові слова: рідкі кристали, фотовирівнювання, топологічні дефекти, дисклінації