FLEXO AND FERRO-ELECTRICITYOBSERVATION OF FERROELECTRICAL MONODOMAINS IN THE CHIRAL SMECTIC C LIQUID CRYSTALS

Nous avons déterminé sur des échantillons monodomaines orientés par un champ électrique, par une méthode optique directe, l'angle d'inclinaison des molécules dans les couches pour la phase smectique C ferroélectrique de certains composés chiraux (DOBAMBC, OOBABCC HOBACPC, DOBAMBCC, TDOBAMBCC) et étudié la variation de cet angle en fonction de la température. De plus nous avons obtenu le sens du dipôle électrique permanent des molécules par rapport à leur angle d'inclinaison. Nous avons aussi précisé le pas de l'hélice obtenue en l'absence de champ électrique.We have determined, on monodomain samples oriented by an electric field, the tilt angle of molecules inside the layers of ferroelectric smectic C phase of some chiral compounds (DOBAMBC, OOBABCC, HOBACPC, DOBAMBCC, TDOBAMBCC) and we have studied the temperature dependance of this angle. The sign of the permanent electric dipole of the molecules has also been determined. We have specified the pitch of the helix obtained without electric field

Direct electrical measurement of the permanent polarization of a ferroelectric chiral smectic C liquid crystal

A sample of p-Hexyl-Oxy-Benzylidne-p'-Amino-2-Chloro-Propyle-Cinnamate, Chiral liquid crystal, is oriented in the ferroelectric smectic C-phase by a square wave field ± E; its permanent polarization orients itself from + P to — P in a time adjustable with E. This time is chosen to obtain an induced transient current, due to the polarization variation, distinguishable from the charge and conduction currents in the sample. The integral of this bump of current gives the value of P : P = 5 × 10-2 Debye per molecule and radian of the molecular tilt angle. This method gives the first direct measurement of P and its variation versus the temperature.On oriente un échantillon de p-Hexyl-Oxy-Benzylidène-p'-Amino-2-Chloro-Propyle-Cinnamate, cristal liquide chiral ferroélectrique, dans sa phase smectique C, par un champ électrique alternativement égal à + E et - E; sa polarisation permanente s'oriente de + P à - P en un temps ajustable avec l'amplitude de E. Ce temps est choisi pour que le courant électrique transitoire induit par cette variation de la polarisation soit discernable des courants de charge et de conduction de l'échantillon. L'intégrale de ce courant transitoire donne la valeur de P. On trouve P = 5 × 10-2 Debye par molécule et par radian d'angle d'inclinaison. Cette méthode donne la première mesure directe de P et sa variation avec la température

Flexoelectric effects in ferroelectric liquid crystals ?

We show that the flexoelectric part of the spontaneous polarization in chiral smectic C* liquid crystal does not contribute at all to the static dielectric constant in the ferroelectric phase. Recent experimental data which concluded to a large flexoelectric contribution from dielectric constant analysis must be reinterpreted.Nous montrons que la contribution flexoélectrique à la polarisation spontanée électrique des cristaux liquides smectique C* ne joue aucun rôle dans la constante diélectrique de la phase ferroélectrique. Les experiences récentes qui concluaient à une forte contribution flexoélectrique à partir de l'analyse de la constante diélectrique doivent être réinterprétées

Nematic Order Melting on Rough Surfaces Measured by Surface Plasmon Resonance

Our measurements by a plasmon technique show that the structure of grazing incidence (85°) evaporated SiO$_{x}$ thin films is highly porous. A large fraction of the voids is open and can be penetrated by a nematic liquid crystal put into contact with the SiO$_{x}$ layer. The nematic material in the voids remains disordered (isotropic) in the whole nematic range. This indicates that the director orientation in the volume of the liquid crystal must, at least in this case, be determined by other mechanisms than the ordering of molecules in the grooves of the rough surface. Further, we have found a transition region where the order parameter gradually decreases from the bulk value to zero (disorder) at the surface with a coherence length of approximately 8 nm

Dielectric relaxation in a ferroelectric liquid crystal

We present an analytic calculation of the normal modes of distortion induced by a small transverse A.C. electric field on a ferroelectric liquid crystal close to its transition temperature Tc between the smectic A and C* phases. These normal modes are superpositions of electric polarization and angular molecular distortion. Compared to a previous work of Blinc and Zeks, we assume that the losses are diagonal for the normal modes. The new prediction is that the soft mode in the A and C* phase goes continuously into pure polarization modes far from Tc. Flexoelectric effects eventually could be observed close to Tc, in the amplitude and frequencies of the A.C. contribution of the normal modes to the dielectric constant, although for zero frequency the sum of these contributions remains zero.Nous présentons le calcul de la distorsion d'un cristal liquide ferroélectrique au voisinage de la transition A → C* sous l'effet d'un champ électrique alternatif parallèle aux couches smectiques. Cette distorsion se décompose en quatre modes normaux; chacun de ces modes est une combinaison de la polarisation électrique et de la direction des molécules. Notre hypothèse originale par rapport au travail de Blinc et Zeks est que la viscosité ne couple pas les modes normaux. Dans ce cas, nous trouvons que le mode mou de la transition A → C* tend loin de celle-ci vers le mode diélectrique de ces deux phases. L'effet flexoélectrique modifie les fréquences de relaxation des modes dans la phase C* près de la transition. Cet effet change l'amplitude relative des contributions des quatre modes à la constante diélectrique ; la valeur de celle-ci à fréquence nulle n'en dépend cependant pas

Chiral Smectic C Liquid Crystal, Thick Sample Textures

The texture of ferroelectric chiral smectic liquid crystal confined between two aligning plates is studied in the case of thick samples i.e. samples whose thickness is higher than the helical pitch. The helical texture with periodic unwinding disclination lines appears in these samples. A theoretical elastic calculation is made assuming in the defect lines the melting of the smectic C phase into the smectic A phase. It allows the calculation of the line positions and the local helical pitch versus the sample thickness. In the case of the bookshelf geometry and in that of the chevron our observations are well explained by the model. The pitch measurement allows an estimation of the defect core energy and confirms the A melting. We show the existence of the chevron plane in thick samples, plane which plays the role of an unwinding surface, for the helical structure.Nous étudions la texture du cristal liquide smectique C chiral ferroélectrique, confiné entre deux lames de verre traitées, dans le cas d'un échantillon épais, c'est-à-dire tel que l'épaisseur soit supérieure au pas de l'hélice. On observe une texture enroulée accompagnée de lignes de disinclinaison dites lignes de déroulement. Nous présentons un calcul du minimum de l'énergie élastique en supposant, dans les lignes de défaut, une fusion de la phase smectique C dans la phase smectique A. Cette hypothèse permet de calculer la position des lignes et le pas hélicoïdal local en fonction de l'épaisseur de l'échantillon. Nos résultats expérimentaux sont bien expliqués par le modèle dans le cas de la géométrie dite en bookshelf et dans le cas du chevron. La mesure du pas permet d'évaluer l'énergie du coeur du défaut et confirme la fusion en phase A. Nous montrons l'existence du plan du chevron dans les échantillons épais, plan qui joue pour la structure hélicoïdale le rôle de surface de déroulement.

Dielectric measurements on chiral smectic C liquid crystals

Measurements on dielectric constantes ε// and ε┴ of chiral smectic C (ferroelectric) liquid crystals DOBAMBC, HOBACPC, TDOBAMBCC and DOBAMBCC are reported. The dielectric behaviour of ε┴ at the SmA — chiral SmC transition temperature shows a cusp in agreement with the theoretical predictions explaining the electroclinic effect. The measured dielectric anisotropies for DOBAMBC and HOBACPC are positive while those for TDOBAMBCC and DOBAMBCC are negative

Conformational flexoelectricity in nematic liquid crystals

Using the direct flexoelectric effect in an hybrid (homeotropic-planar) nematic cell, we have measured the bulk flexoelectric coefficient e* for two cyanobiphenyl compounds, 8CB and 8OCB. For 8CB, the flexo coefficient is comparable in sign and magnitude with that of MBBA, i.e. e* ∼ + 10-4 cgs. 8OCB presents an anomalously large and negative e* ∼ - 5 x 10-4 cgs. The small influence of the cyano group can be explained by molecular pairing. The large effect from the oxygen is interpretated by a coupling between the macroscopic bend distortion and conformations of the alkoxy chains, i.e. as conformational (dipolar) flexoelectricity. The temperature dependence of e* shows an unexpected proportionality to the nematic order parameter S. This may be related to the steric constraint, from the rigid rod cores, on the entropy of the alkoxychains.En utilisant l'effet flexoélectrique direct dans une cellule nématique hybride (planairehoméotrope), nous mesurons le coefficient flexoélectrique de volume e* pour deux composés cyanobiphényls, le 8CB et le 8OCB. Pour le 8CB, le coefficient flexo se compare en grandeur et en signe à celui du MBBA (e* ∼ + 10-4 cgs). 8OCB présente un coefficient négatif et anormalement grand e* ∼ - 5 × 10 -4 cgs. La faible influence des dipôles CN peut s'expliquer par un ordre local antiferroélectrique. La grande variation de e*, provenant des oxygènes, s'interprète par un couplage entre la flexion macroscopique et les conformations des chaînes alkoxy; c'est-à-dire de la flexoélectricité (dipolaire) conformationnelle. La dépendance de e* en température montre un effet inattendu en S (paramètre d'ordre nématique). Cette dépendance pourrait s'expliquer par les contraintes stériques imposées par l'ordre nématique sur l'entropie des chaînes alkoxy

Erratum : Flexoelectrically controlled twist of texture in a nematic liquid crystal

No abstract availabl

Flexoelectrically controlled twist of texture in a nematic liquid crystal

We describe a new flexoelectric volume effect in homogeneous electric field, in the nematic phase of MBBA. An initial splay-bend texture is created by strong antagonistic planar and homeotropic anchoring on two glass plates. This results in a volume flexoelectric polarization. A transverse DC electric field creates a twist of the texture, which can be measured by the resulting wave guided rotation of light polarization. We obtain the volume flexoelectric constant e1 - e3 = + 1.0 ± 0.2 × 10-4 stat C/cm at 20 °C. The continuously controllable light polarization rotation on a total amplitude ∼ ± 45° may be useful for applications.Nous décrivons un nouvel effet flexoélectrique de volume en champ électrique homogène, dans la phase nématique du MBBA. Une texture de flexion-divergence est créée entre deux plaques de verre, traitées pour induire des orientations antagonistes homéotrope et planaire. Il en résulte une polarisation flexoélectrique en volume. Un champ électrique continu transverse induit une torsion de la texture, mesurée par une rotation de la polarisation de la lumière en mode guide d'onde. La constante flexoélectrique de volume e1 - e3 vaut + 1,0 ± 0,2 × 10 -4 ues à 20 °C. La rotation de polarisation de la lumière, continûment contrôlable sur une amplitude ∼ ± 45°, peut être utile pour des applications