Effect of Molecular Flexibility on the Nematic-to-Isotropic Phase Transition for Highly Biaxial Molecular Non-Symmetric Liquid Crystal Dimers

In this work, a study of the nematic (N)-isotropic (I) phase transition has been made in a series of odd non-symmetric liquid crystal dimers, the alpha-(4-cyanobiphenyl-4'-yloxy)-omega-(1-pyrenimine-benzylidene-4'-oxy) alkanes, by means of accurate calorimetric and dielectric measurements. These materials are potential candidates to present the elusive biaxial nematic (N-B) phase, as they exhibit both molecular biaxiality and flexibility. According to the theory, the uniaxial nematic (N-U)-isotropic (I) phase transition is first-order in nature, whereas the N-B-I phase transition is second-order. Thus, a fine analysis of the critical behavior of the N-I phase transition would allow us to determine the presence or not of the biaxial nematic phase and understand how the molecular biaxiality and flexibility of these compounds influences the critical behavior of the N-I phase transition.

DEVELOPMENT AND APPLICATIONS OF TIME-DEPENDENT DENSITY MATRIX FUNCTIONAL THEORY

En esta tesis estudiamos las teorías sobre la Matriz Densidad Reducida (MDR) como un marco prometedor. Nos enfocamos sobre esta teorías desde dos aspectos: Primero, usamos algunos modelos sencillos hechos con dos partículas las cuales estan armónicamente confinadas como una base para ilustrar la utilidad de la matriz densidad. Para tales sistemas, usamos la MDR de un cuerpo para calcular algunas cantidades de interés tales como densidad de momentum. Posteriormente obtenemos los orbitales naturales y su número de ocupación para algunos de los modelos, y en uno de los casos expresamos la MDR de dos cuerpos de manera exacta en términos de la MDR de un cuerpo. También usamos el teorema diferencial del virial para establecer una descripción unificada de la familia entera de estos sistemas modelo en términos de la densidad. En la seguna parte cambiamos a casos fuera del equilibrio y analizamos la así llamada jerarquía BBGKY de ecuaciones para describir la evolución temporal de un sistema de muchos cuerpos en términos de sus MDRs (a todos los órdenes). Proveemos un exhaustivo estudio de los desafíos y problemas abiertos ligados a la truncación de tales jerarquías de ecuaciones para hacerlas aplicables. Restringimos nuestro análisis a la evolución acoplada de la MDR de uno y dos cuerpos, donde los efectos de correlación de alto orden estan embebidos dentro de la aproximación usada para cerrar las ecuaciones. Probamos que dentro de esta aproximación, el número de electrones y la energía total se conservan, sin importar la aproximación usada. Luego, demostramos que aplicando los esquemas de truncación de estado base para llevar los electrones a comportamientos indeseables y no físicos, tales como la violación e incluso la divergencia en la densidad electrónica local, tanto en regímenes correlacionados débiles y fuertes.

Analysis and control of transient spectra using time-dependent density functional theory.

215 p.