20.500.12556/DKUM-97260 Multistabilne mreže topoloških defektov Multistable Networks of Topological Defects Topološki defekti se pojavijo ob faznih prehodih, pri katerih pride do zloma simetrije in so vseprisotni v naravi. Okolje, v katerem jih najlažje lahko preučujemo, so nematski tekoči kristali. Nematske strukture opišemo na mezoskopski skali s tenzorskim ureditvenim parametrom in določimo ravnovesna stanja z numerično minimizacijo proste energije. V sistem vsiljujemo topološke defekte preko robnih pogojev na mejnih površinah. Najprej pokažemo, da se že z vsiljevanjem enega defekta lahko vzpostavijo različna ravnovesna stanja glede na debelino celice. V primeru vsiljevanja večih defektov na spodnji mejni površini lahko v sistemu vzpostavimo ravnovesna stanja z "nenabitimi" linijskimi defekti. Z vsiljevanjem 4x4 kvadratne mreže defektov lahko v sistemu vzpostavimo kompleksne vzorce nenabitih linijskih defektov, kjer jih je 18 kvantitativno in 7 kvalitativno različnih. Prikažemo, da lahko z uporabo zunanjega električnega polja reverzibilno prehajamo iz enega vzorca v drugega. Prikazani sistemi bi se lahko uporabili v multistabilnih optičnih prikazovalnikih in prevezljivih nanožičkah. Topological defects are a consequence of symmetry-breaking phase transitions and are ubiquitous in nature. An environment where they most easily studied, are nematic liquid crystals. We describe nematic structures at the mesoscopic scale with a tensor order parameter and we determine equilibrium states by numerically minimizing free energy. We enforce defects through boundary conditions at enclosing surfaces. First we show that there are multiple equilibrium states possible by just enforcing one defect, depending on the thickness of the cell. While enforcing multiple defects at the bottom surface we can create equilibrium states with "chargeless" line defects. By enforcing a 4x4 network of defects we can create complex patterns of chargeless line defects, where 18 are quantitatively and 7 are qualitatively different. We also demonstrate how to rewire the line defects to transition from one pattern to another and back. Our system could lead to multistable optical displays and rewirable nanowires. tekoči kristali nematiki topološki defekti mreže simetrija liquid crystal nematics topological defects networks symmetry true false true Univerza v Mariboru, Univerzitetna založba Slovenski jezik Angleški jezik Znanstveno delo 2026-02-25 13:54:08 2026-02-25 13:54:08 2026-03-30 09:20:16 0000-00-00 00:00:00 2023 0 Maribor 0 17 št.1 Letn.13 jun. 2023 0000-00-00 Zaloznikova Objavljeno NiDoloceno 2023-09-12 0000-00-00 2023-06-09 532.783 162396163 10.18690/analipazu.13.1.33-50.2023 2820-364X Multistabilne_mreze_topoloskih-Harkai-2023.pdf Multistabilne_mreze_topoloskih-Harkai-2023.pdf 1 FC7EE6F7C0DA763D17EA8A43EDC09339 0f84dfcd97245c7d0afb951e88a85169c4d8503ab6a3d590337f604fab518257 7a175eae-1249-11f1-a540-00155d580e1a https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=203853 https://journals.um.si/index.php/anali-pazu/article/view/2916 0 1365b268-1249-11f1-a540-00155d580e1a https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=203851 Univerzitetna založba Univerze v Mariboru Anali PAZU 0 0 0