phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Education10.18384/2310-7251-2019-2-14-23phmath-13Research ArticleРАЗДЕЛ II. ФИЗИКАSECTION II. PHYSICSТЕОРИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ НЕМАТИЧЕСКИХ НАНОКОМПОЗИТОВ, СОДЕРЖАЩИХ СФЕРИЧЕСКИЕ НАНОЧАСТИЦЫTHEORY OF DIELECTRIC SUSCEPTIBILITY OF NEMATIC NANOCOMPOSITES DOPED WITH SPHERICAL NANOPARTICLESОсиповМ. А.OsipovM. A.m.osipov@strath.ac.ukУниверситет СтречклайдРоссияUniversity of StrathclydeRussian Federation201914022022021423Copyright © Осипов М.А., 20222022Осипов М.А.Osipov M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/13

Построена теория диэлектрической проницаемости нематического жидкого кристалла с примесью изотропных металлических наночастиц. При этом используется простая модель сферической наночастицы, помещённой в анизотропную диэлектрическую матрицу. Получено выражение для эффективной поляризуемоти одной наночастицы в нематической диэлектрической матрице, которое затем используется в теории макроскопической диэлектрической проницаемости нанокомпозита, построенной с использованием анизотропной формулы Лоренц-Лоренца. В заключение рассмотрены сдвиг и расщепление плазмонного резонанса наночастицы, индуцированного анизотропией поляризуемости жидкокристаллической матрицы.

A theory of dielectric susceptibility of a nematic liquid crystal doped with isotropic nanoparticles has been developed using a simple model of a spherical nanoparticle embedded into an anisotropic dielectric medium. A simple expression is obtained for the effective polarizability of a nanoparticle in the nematic dielectric matrix. This expression is used in the theory of the macroscopic dielectric susceptibility of the nanocomposite which is developed using the anisotropic Lorentz-Lorenz equation. Finally, a shift and a splitting of the plasmon resonance of a nanoparticle are calculated determined by the polarizability anisotropy of the liquid crystal host.

нематические жидкие кристаллынаночастицыполяризуемостьдиэлектрическая проницаемостьnematic liquid crystalsnanoparticlespolarizabilitydielectric susceptibilityReferencesOsipov M. A., Gorkunov M. V. Effect of nanoparticle chain formation on dielectric anisotropy of nematic composites // Physical Review E. 2015. Vol. 92. Iss. 3. P. 032501.Osipov M. A., Gorkunov M. V. Effect of nanoparticle chain formation on dielectric anisotropy of nematic composites // Physical Review E. 2015. Vol. 92. Iss. 3. P. 032501.Осипова В. В., Чаусов Д. Н., Беляев В. В., Галяметдинов Ю. Г. Физико-химические свойства композитов на основе светоизлучающих компонентов // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 17. С. 50-52.Осипова В. В., Чаусов Д. Н., Беляев В. В., Галяметдинов Ю. Г. Физико-химические свойства композитов на основе светоизлучающих компонентов // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 17. С. 50-52.Pajak G., Osipov M. A. Unified molecular field theory of nematic, smectic-A, and smectic-C phases // Physical Review E. 2013. Vol. 88. Iss. 1. P. 012507.Pajak G., Osipov M. A. Unified molecular field theory of nematic, smectic-A, and smectic-C phases // Physical Review E. 2013. Vol. 88. Iss. 1. P. 012507.Nanoparticle-Stabilized Cholesteric Blue Phases / Yoshida H., Tanaka Y., Kawamoto K., et al. // Applied Physics Express. 2009. Vol. 2. No. 12. P. 121501.Nanoparticle-Stabilized Cholesteric Blue Phases / Yoshida H., Tanaka Y., Kawamoto K., et al. // Applied Physics Express. 2009. Vol. 2. No. 12. P. 121501.Dielectric properties of liquid crystalline composites doped with nano-dimensional fragments of shungite carbon / Chausov D. N., Kurilov А. D., Kazak А. V., et al. // Liquid Crystals. 2019. URL: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02678292.2019.1566503?journalCode=tlct20 (дата обращения: 01.04.2019).Dielectric properties of liquid crystalline composites doped with nano-dimensional fragments of shungite carbon / Chausov D. N., Kurilov А. D., Kazak А. V., et al. // Liquid Crystals. 2019. URL: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02678292.2019.1566503?journalCode=tlct20 (дата обращения: 01.04.2019).Шамилов Р. Р., Нугаева А. А., Чаусов Д. Н., Беляев В. В., Галяметдинов Ю. Г. Нанокомпозиты на основе гибридных квантовых точек и PFO // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 23. С. 42-44.Шамилов Р. Р., Нугаева А. А., Чаусов Д. Н., Беляев В. В., Галяметдинов Ю. Г. Нанокомпозиты на основе гибридных квантовых точек и PFO // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 23. С. 42-44.Parameters of LC molecules’ movement measured by dielectric spectroscopy in wide temperature range / Chausov D. N., Kurilov A. D., Belyaev V. V., Kumar S. // Opto-Electronics Review. 2018. Vol. 26. Iss. 1. P. 44-49.Parameters of LC molecules’ movement measured by dielectric spectroscopy in wide temperature range / Chausov D. N., Kurilov A. D., Belyaev V. V., Kumar S. // Opto-Electronics Review. 2018. Vol. 26. Iss. 1. P. 44-49.Чаусов Д. Н., Курилов А. Д., Константинов М. С., Беляев В. В., Богданов Д. Л. Анизотропия диэлектрической проницаемости смеси ЖК-1282 // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2015. Т. 15. № 2. С. 35-43.Чаусов Д. Н., Курилов А. Д., Константинов М. С., Беляев В. В., Богданов Д. Л. Анизотропия диэлектрической проницаемости смеси ЖК-1282 // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2015. Т. 15. № 2. С. 35-43.Беляев В. В., Соломатин А. С., Чаусов Д. Н. Оптические свойства ЖК ячеек с произвольным краевым углом наклона директора // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2013. № 1. С. 32-40.Беляев В. В., Соломатин А. С., Чаусов Д. Н. Оптические свойства ЖК ячеек с произвольным краевым углом наклона директора // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2013. № 1. С. 32-40.Чаусов Д. Н. Диэлектрическая релаксация в жидкокристаллической смеси на основе цианофенилпиридинов // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2018. Т. 18. № 3. С. 45-52.Чаусов Д. Н. Диэлектрическая релаксация в жидкокристаллической смеси на основе цианофенилпиридинов // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2018. Т. 18. № 3. С. 45-52.Osipov M. A. The general statistical theory of the dielectric permittivity and the internal field in anisotropic fluids // Chemical Physics Letters. 1985. Vol. 113. Iss. 5. P. 471-475.Osipov M. A. The general statistical theory of the dielectric permittivity and the internal field in anisotropic fluids // Chemical Physics Letters. 1985. Vol. 113. Iss. 5. P. 471-475.Вукс М. Ф. Электрические и оптические свойства молекул и конденсированных сред: учебное пособие. Л.: ЛГУ, 1984. 334 с.Вукс М. Ф. Электрические и оптические свойства молекул и конденсированных сред: учебное пособие. Л.: ЛГУ, 1984. 334 с.Аверьянов Е. М., Осипов М. А. Эффекты локального поля световой волны в молекулярной оптике жидких кристаллов // Успехи физических наук. 1990. Т. 160. № 5 С. 89-125.Аверьянов Е. М., Осипов М. А. Эффекты локального поля световой волны в молекулярной оптике жидких кристаллов // Успехи физических наук. 1990. Т. 160. № 5 С. 89-125.Osipov M. A., Gorkounov M. V. Nematic liquid crystals doped with nanoparticles: phase behavior and dielectric properties // Liquid Crystals with Nano and Microparticles / ed. by J. P. F. Lagerwall, G. Scalia. Singapore: World Scientific Publishing Company, 2016. P. 135-175.Osipov M. A., Gorkounov M. V. Nematic liquid crystals doped with nanoparticles: phase behavior and dielectric properties // Liquid Crystals with Nano and Microparticles / ed. by J. P. F. Lagerwall, G. Scalia. Singapore: World Scientific Publishing Company, 2016. P. 135-175.Kobayashi S., Toshima N. Nanoparticles and LCDs: It’s a Surprising World // SID Information Display. 2007. Vol. 29/9. pp. 26-35.Kobayashi S., Toshima N. Nanoparticles and LCDs: It’s a Surprising World // SID Information Display. 2007. Vol. 29/9. pp. 26-35.Осипов М. А. Диэлектрическая проницаемость и проблема локального поля в жидких кристаллах // Кристаллография. 1986. Т. 31. № 6. С. 1051-1058.Осипов М. А. Диэлектрическая проницаемость и проблема локального поля в жидких кристаллах // Кристаллография. 1986. Т. 31. № 6. С. 1051-1058.Mie G. Beitrage zur Optik Medien, speziell kolloidaler Metallosungen // Annalen der Physic. 1908. Vol. 330. Iss. 3. pp. 377-445.Mie G. Beitrage zur Optik Medien, speziell kolloidaler Metallosungen // Annalen der Physic. 1908. Vol. 330. Iss. 3. pp. 377-445.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.