Propriétés optiques et électro-optiques de cellules de cristaux liquides ferroélectriques en configuration torsadée

Ce travail concerne les études expérimentales et théoriques de la réponse électro-optique de cellules de cristaux liquides SmC* en configuration torsadée. Les effets des paramètres physiques du cristal liquide, du confinement et ceux de la présence d'impuretés ioniques sur le comportement des cellules ont été clairement identifiés et analysés. Une attention particulière a été portée sur les rôles de la polarisation spontanée et de la dynamique des charges ioniques. Le modèle statique que nous avons développé a permis d'analyser les influences combinées de la structure torsadée et du vecteur polarisation spontanée Ps sur l'intensité transmise. Les divergences de Ps se traduisent par l'apparition de charges de polarisation. Ce modèle a permis de calculer la distribution de l'angle azimutal j(z), le champ électrique interne et la transmission de la lumière par les cellules placées entre polariseurs parallèles. Les courbes de transmission en fonction de la tension appliquée présentent une forme en V . Cette forme est principalement liée à la polarisation spontanée, à l'épaisseur de la cellule et aux couches d'alignement. Le modèle dynamique proposé rend compte des décalages, du V , observés expérimentalement. L'interaction des charges ioniques avec les charges de polarisation modifie profondément les distributions de j(z) et donne lieu à un champ ionique interne. La présence de ce champ ioniques quand aucune tension n'est appliquée est à l'origine de deux modes de fonctionnement. Aux hautes fréquences (i.e F>10Hz) ce champ influence la distribution de j(z) et l'allure de la courbe de transmission est déformée, le paramètres pertinent est alors la densité en charge ionique. Aux basses fréquences, selon la densité et la mobilité ionique, les charges ioniques se redistribuent continuellement en suivant les charges de polarisation et le champ appliqué. La distribution de j(z), et par suite,la courbe de transmission, sont donc profondément modifiées. Les mesures de la transmission électro-optique confirment l'ensemble des résultats et montrent que les forces d'ancrages jouent un rôle important.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Propriétés électro-optiques et diélectriques de cristaux liquides photo-ferroélectriques

Ce travail concerne l étude des effets de la lumière sur les propriétés optiques, électro-optiques et diélectriques d un cristal liquide pur de la famille azobenzène. Ces études ont été réalisées, en fonction de la température et de l intensité de la lumière UV, en phase smectique C hélicoïdale (SmC*) qui est photo-ferroélectrique. Les études optiques ont montré que les modifications observées, sous irradiation UV, sont dues à la photo-isomérisation des molécules azobenzène. Le passage de la forme Trans à la forme Cis se traduit par des changements des propriétés physico-chimiques du composé et une diminution de la température de transition haute température SmC*-TGBA. Les études électro-optiques révèlent une forte diminution de la polarisation spontanée Ps et une baisse modérée de l angle d inclinaison q. La spectroscopie diélectrique montre que l amplitude du mode de Goldstone augmente et sa fréquence de relaxation diminue sous irradiation lumineuse. L exploitation des résultats montre que les évolutions photo-induites des amplitudes et fréquences de relaxation du mode Goldstone sont étroitement liées aux variations de Ps, de , de la viscosité rotationnelle G et de la constante élastique de flexion K3. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons quantifié les populations des deux isomères ainsi que les paramètres caractéristiques de leur dynamique sous irradiation à l aide d un modèle théorique. D autre part nous avons montré que les variations des propriétés optiques, électro-optiques et diélectriques sont étroitement liées à la profondeur de pénétration de la lumière incidente dans la cellule. Ces comportements obéissent à une loi de type Beer-Lambert-Bouguer.This work concerns the study of the light effects on the optical, electro-optical and dielectric properties of a pure azobenzene liquid crystal. These studies were carried out, according to temperature and the UV light intensity, in the helicoidal SmC phase which is photo-ferroelectric.The optical studies show that the observed modifications, under UV irradiation, are due to the photo-isomerization of the azobenzene molecules. The transformation from the Trans to Cis form results in changes of the physico-chemical properties and a reduction of the SmC*-TGBA transition temperature Tc.The electro-optical studies reveal a strong decrease of the spontaneous polarization Ps and a moderate one of the tilt angle q. The dielectric spectroscopy studies show that the amplitude of the Goldstone mode increases and the relaxation frequency decreases under irradiation.We show that these variations of the dielectric strength and relaxation frequencies, under UV illumination, are related, at the same time, of the variations of Ps, q , rotational viscosity g G and elastic constant K3. Using a theoretical model, we determine in the second part of this work the populations of the Trans and Cis isomers as well as the characteristic dynamic parameters under irradiation. Finally we show that the variations of the optical, electro-optical and dielectric properties are closely related to the light penetration depth in the cell. Finally we show that the variations of the optical, electro-optical and dielectric properties are closely related to the light penetration depth in the cell. These behaviors obey to a Beer-Lambert law.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF