액정은 액체의 유동성과 결정의 규칙성을 모두 갖춘 이방성 연성 물질의 일종으로, 광학적, 전기적 및 기계적 특성의 뚜렷한 이방성 덕분에 디스플레이 및 광 제어 분야에서 널리 응용되고 있다. 또한 독특한 장거리 질서성을 바탕으로 액정은 연속 매질의 질서성과 대칭성 붕괴 연구에 이상적인 모델이 되었다. 하지만 액정의 장거리 질서는 절대적으로 안정적이지 않으며, 자가 조립 과정 또는 외부 교란 시 결함이 발생하는 경우가 많다. 연성 물질 물리학과 위상장 이론의 발전과 함께 액정 결함에 대한 이해는 '수동적으로 형성된 결함 구조'에서 '프로그래밍 가능한 기능 단위'로 점차 전환되었다. 이에 본 논문에서는 액정 결함의 기원, 분류, 형성 메커니즘과 경계 조건 제약을 기반으로 한 제어 가능한 구성 및 응용 전망을 종합적으로 검토하였다. 먼저 결함의 물리적 정의에서 출발하여, 변위, 전위 등 결함 유형과 위상학적 특성을 정리하였고, 이어서 액정 배향 질서와 결함 형성 간의 내재적 연관성을 분석하였다. 그 다음으로, 다양한 유형의 경계 조건에 따른 액정 배향장의 제약 작용을 바탕으로 고체 계면의 미세구조적 제약, 자유 계면의 자발적 고정 효과, 외부장 구동 유체 연성 계면의 경계 제약 반응 등 세 가지 관점에서 액정 결함이 공간 위치 및 형상에서 제어 가능하게 구현되는 방식을 논의하였다. 마지막으로 액정 위상 결함이 위상 광자학, 조절 가능한 레이저, 미세 유체 제어 및 콜로이드 조립과 같은 첨단 분야에서의 응용 전망을 제시하였다.

액정; 위상 결함; 조절; 배향; 계면