Ориентационные переходы в антиферромагнитных жидких кристаллах

В рамках континуальной теории изучены ориентационные фазы в антиферромагнитном жидком кристалле – ферронематике на основе нематического жидкого кристалла с отрицательной анизотропией диамагнитной восприимчивостью. Ферронематик предполагался компенсированным, т. е. в отсутствие поля в нем равновероятно распределены примесные феррочастицы с магнитными моментами, направленными параллельно и антипараллельно директору. Установлено, что под действией магнитного поля в ферронематике происходят ориентационные переходы: компенсированная (антиферромагнитная) фаза–неоднородная фаза–фаза насыщения (ферримагнитная фаза). Получены аналитические выражения для пороговых полей переходов как функций материальных параметров. Показано, что с ростом параметра сегрегации магнитной примеси происходит значительное уменьшение пороговых полей переходов. Построена бифуркационная диаграмма ориентационных фаз ферронематика в терминах энергии сцепления магнитных частиц с жидкокристаллической матрицей и магнитного поля. Установлено, что переход Фредерикса является фазовым переходом второго рода, тогда как переход в состояние насыщения может быть переходом второго или первого рода. В последнем случае суспензия проявляет ориентационную бистабильность. Исследованы ориентационные и магнитооптические свойства ферронематика в зависимости от приложенного магнитного поля.