Monte Carlo yöntemleri ile termotropik sıvı kristal özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma, dört bölümden oluşmaktadır. İlk iki bölümde sırasıyla termotropik sıvı kristallerin temel özellikleri, Monte Carlo simülasyon tekniği ve Polarize ışığın Mueller-Stokes formalizmi verilmektedir. Üçüncü bölümde ise bir örgü içinde düğüm noktalarına yerleştirilmiş SKM'nin Lebwohl-Lasher modelinde nematik-izotropik faz geçişi, faz geçiş sıcaklığı ve moleküllerin sıcaklığa bağlı yönelim dinamikleri ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Daha sonra düzlemsel sınır şartlarına sahip bir SK hücre içindeki moleküllerin duvar kuvvetleri ve dış elektrik altında yönelim karakteristikleri hücre kalınlığına bağlı olarak MC simülasyon tekniğiyle belirlenmiştir. MC yöntemiyle elde edilmiş denge konfigürasyonları kullanılarak, SK hücrenin elektro-optik özellikleri kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Bu bölümde son olarak düzlemsel ve burgu geometrili aynı kalınlıkta iki hücre için MC simülasyonları kullanılarak elektrik alan bağımlı yönelimsel ve optik iletim karakterleri karşılaştırılmıştır. Dördüncü ve son bölümde ise tez kapsamında yapılan çalışmalar ve ileriye yönelik SK fiziğiyle ilgili bazı başlıklar için genel bir değerlendirme yapılmıştır.

This study consists of four chapters. In the first two chapters, the basic features of thermotropic liquid crystals, Monte Carlo simulation technique, and the Mueller-Stokes formalism of polarized light are yielded respectively. In the third chapter, nematic-isotropic phase transition of a Lebwohl-Lasher lattice model have been investigated in detail. Phase transition temperature, and field dependent molecular orientations also have been identified. Later, the orientational characteristics of the molecules in a liquid crystal cell which have plane anchoring boundary conditions and are under external electric field have been studied by MC simulation technique. By using MC equilibrium configurations, the eletro-optic properties of liquid crystal cells have been analyzed comprehensively. Lastly in this chapter, electric field dependent orientations and optical transmission characteristics have been compared between the cells with plane boundary conditions and the cell with twist boundary conditions by using Monte Carlo simulations. In the last and the fourth chapter, some general evaluations have been given on studies in the comprehension of this thesis and liquid crystal physics for future references.