Теоретически изучено влияние магнитного поля на ориентационные и магнитные свойства компенсиро-ванного феррохолестерика -суспензии игольчатых феррочастиц в холестерическом жидком кристалле. Рассмотрен фазовый переход феррохолестерик−ферронематик в магнитном поле, перпендикулярном оси спиральной структуры. Исследована зависимость поля перехода в ферронематическую фазу от материальных параметров суспензии, а также шага спиральной структуры и намагниченности от напряженности поля. Показана возможность существования возвратной феррохолестерической фазы.Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 16-42-590539
ВведениеХолестерические жидкие кристаллы (ХЖК) обладают спиральной надмолекулярной структурой и вследствие этого замечательными оптическими свойствами [1]. Это обусловлено тем, что шаг спиральной структуры ХЖК обладает высокой чувствительностью к внешним воз-действиям, в частности к электрическим и магнитным полям. Известно [1], что спиральная структура ХЖК с положительной анизотропией диамагнитной воспри-имчивости χ a или диэлектрической проницаемости ε a раскручивается во внешнем магнитном или электриче-ском поле, приложенном перпендикулярно оси спира-ли. Вследствие малости χ a этот эффект наблюдается лишь в сильных магнитных полях. Для повышения магнитной восприимчивости ХЖК можно внедрить в него игольчатые магнитные частицы. Такие магнитные суспензии, приготовленные на основе ХЖК, получили название феррохолестериков (ФХ) [2]. В них ввиду ори-ентационной связи между иглообразными магнитными частицами и ХЖК-матрицей вектор намагниченности спирально закручен в пространстве вокруг некоторой оси. В этом смысле ФХ представляет собой жидко-кристаллический аналог геликоидальных ферро-или антиферромагнетиков. В отличие от твердых ферро-или антиферромагнетиков магнитные частицы в ФХ имеют возможность пространственного перемещения, мигрируя в те области образца, где минимальна их магнитная и ориентационная энергия (так называемый эффект сегрегации [2]).Наличие жидкокристаллической и магнитной подси-стем в композитной системе -феррохолестерике -приводит к тому, что ФХ обладает двумя механизмами ориентационного взаимодействия с магнитным полем: квадрупольным (диамагнитным) взаимодействием маг-нитного поля с жидкокристаллической (ЖК) матрицей и дипольным (ферромагнитным) влиянием поля на маг-нитные моменты частиц. Феррохолестерики привлекают внимание в связи с возможностью посредством слабых внешних магнитных полей изменять спиральность об-разуемой текстуры и тем самым легко модулировать спектральный состав отраженного света.Выше температуры перехода в мезофазу такие сус-пензии изотропны и по свойствам близки к обычным магнитным жидкостям. При охлаждении в ЖК-матри-це происходит фазовый переход в жидкокристалли-ческое состояние и возникает дальний ориентацион-ный порядок. Если охлаждение осуществляется в от-сутствие магнитного поля, то образующаяся суспен-зия получается компенсированной с нулевой макро-скопической намагниченностью, так как в ней име-ются равные доли феррочастиц с противоположно направленными магнитными ...