Study of the SA-SC* phase transition by a dielectric method

A previously described experimental procedure has been used to perform the large frequency range dielectric study of a ferroelectric liquid crystal oriented in planar geometry (i.e. helix axis perpendicular to the measurement electric field). In addition to the usual relaxation mechanisms observed in liquid crystals, the experimental data show the existence of two relaxation modes (Goldstone mode and soft mode) characteristic of the SA-S C* phase transition. The dielectric strength and the critical frequency of the relaxation mechanisms connected with these two modes were obtained throughout the measurement temperature domain. In the case of the soft mode, this was possible in the SC* phase thanks to the high polarization of the sample and the superimposition on the measurement electric field of a DC electric field high enough to unwind the helix. The experimental data are discussed in terms of a theoretical model based on a Landau-type expansion of the free energy density variation at the SA-SC* phase transition. The main disagreements between the theoretical and the experimental data are connected with the fact that the theoretical model fails in predicting the temperature dependence of the helix pitch. Quantitative evaluations of the friction coefficients were deduced from the data.L'utilisation d'un dispositif expérimental précédemment publié nous a permis de réaliser l'étude diélectrique à large bande de fréquences d'un cristal liquide ferroélectrique orienté dans la géométrie planaire (c'est-à-dire axe de l'hélice perpendiculaire au champ électrique de mesure). En plus des mécanismes de relaxation classiques observés dans les cristaux liquides, les données expérimentales montrent l'existence de deux modes de relaxation (mode de Goldstone et mode « mou ») caractéristiques de la transition de phase SA-SC*. L'amplitude et la fréquence critique des mécanismes de relaxation liés à ces deux modes ont été obtenus dans toute la gamme de température étudiée. Dans le cas du mode « mou », ceci a été possible dans la phase SC* grâce à la forte polarisation du matériau et en superposant au champ électrique de mesure un champ électrique continu suffisamment élevé pour d6rouler l'hélice. Les résultats expérimentaux sont discutés à l'aide d'un modèle théorique basé sur un développement de type Landau de la variation de la densité d'énergie libre à la transition S A-SC*. Les principaux désaccords entre les données expérimentales et les données théoriques sont liés au fait que le modèle théorique ne prédit pas l'évolution en température du pas de l'hélice. Des évaluations quantitatives des coefficients de friction ont été déduits de ces mesures diélectriques

Étude du 4 heptyl 4' cyanobiphényl à partir de l'analyse de ses propriétés diélectriques

In this paper the authors report complex permittivities for the 4 heptyl 4' cyanobiphenyl in nematic phase ε*∥ (electric field parallel to the optical axis), ε*〉 (electric field perpendicular to the optical axis) and in isotropic phase for a wide frequency range (1 Hz-26 GHz). After discussing and interpreting the Cole and Cole diagram obtained in the parallel direction, the authors particularly study the diagram obtained in the perpendicular direction. The latter shows a widely distributed domain and a very surprising absorption of energy in the low frequencies. This absorption is interpreted assuming a possibility of local molecular order. A study of H.C.B. in n-octane solution shows associations of antiparallel type with neighbouring molecules. Using experimental results, order parameter, dipolar moment and polarisabilities are obtained. A theoretical calculation of molecular polarisabilities and dipolar moment is performed and results are compared with experimental results.Pour le 4 heptyl 4' cyanobiphényl (H.C.B.), les auteurs donnent les permittivités complexes en phase nématique ε *∥ (champ électrique parallèle à l'axe optique) ε *〉 (champ électrique perpendiculaire à l'axe optique) et en phase isotrope ε * is, dans une large gamme de fréquences : 1 Hz-26 GHz. Après avoir discuté et interprété le diagramme de Cole et Cole dans la direction parallèle, les auteurs s'intéressent plus particulièrement au diagramme de Cole et Cole dans la direction perpendiculaire. Celui-ci présente, en effet, un domaine très distribué et une absorption d'énergie inattendue aux basses fréquences. Cette absorption est interprétée en formulant l'hypothèse d'interactions à courtes distances. L'existence d'associations antiparallèles est confirmée par une étude du H.C.B. dilué dans le n-octane. Le paramètre d'ordre, le moment dipolaire et les polarisabilités sont déterminés à partir des résultats expérimentaux. Les valeurs de ces différentes grandeurs sont comparées à celles obtenues au moyen de calculs théoriques des polarisabilités et du moment dipolaire de la molécule

Propriétés diélectriques du p-méthoxyphénylazoxy-p'-butylbenzène en phases nématique et liquide

In this paper, the experimental techniques allowing the determination, for wide frequency bands (1 Hz-26 GHz), of the principal complex permittivity expressions, ε*∥ and ε*〉, of a nematic are described. These techniques are used in the study of p-methoxyphenylazoxy- p'-butylbenzene (eutectic mixture of two isomers) in the nematic and isotropic phases. The dielectric spectra obtained show remarkably separated domains. An interpretation of the mechanisms in terms of molecular dynamics is proposed.Les auteurs décrivent les techniques expérimentales permettant le relevé, à large bande de fréquences (1 Hz-26 GHz), des permittivités complexes principales ε* ∥ et ε*〉 d'un nématique. Ils les utilisent pour l'étude du p-méthoxyphénylazoxy-p'-butylbenzène (mélange eutectique de deux isomères) en phases nématique et isotrope. Les spectres diélectriques obtenus montrent des domaines d'absorption remarquablement séparés. Une interprétation des mécanismes est proposée en termes de dynamique moléculaire

Dielectric study of the SAd - SA2 phase transition of new thermotropic liquid crystals

In this paper, we will report on the study, in a large frequency range, of some new thermotropic liquid crystals whose phase sequence is made up of SAd - SA2 -type transitions. At this transition, we observe a dielectric behaviour appreciably different from one sample to another : there is variation in the dielectric static anisotropy and variation in the activation energy of the «flip-flop » rotation in the parallel measurement direction. Our results confirm those obtained elsewhere by means of other investigation techniques like microscopic observations, DSC experiments and X-ray data.Nous présentons ici l'étude à large bande de fréquences de quelques cristaux liquides thermotropes dont la séquence de phases comporte une transition de type SAd - SA2. A cette transition, nous observons un comportement diélectrique sensiblement différent suivant l'échantillon étudié : variation de l'anisotropie diélectrique statique, variation de l'énergie d'activation du mouvement de basculement dans la direction parallèle de mesure. Nos mesures confirment les résultats obtenus par ailleurs à l'aide d'autres techniques d'investigation : observations microscopiques, analyses enthalpiques différentielles et rayons X

Dielectric relaxation in liquid crystals exhibiting a reentrant phenomenon

This paper presents the experimental results of the dielectric characterization of mesomorphic compounds exhibiting reentrant or double reentrant phases. The comparison of activation energies in the flip-flop rotation of molecules in the different phases leads us to conclude that : — the activation energy in the reentrant nematic phase is higher than that of the nematic phase, — the activation energy in the reentrant smectic A phase is similar to that of the reentrant nematic phase. To the best of our knowledge, this study presents the first complete dielectric characterization of the double reentrant phenomenon.Nous présentons les résultats expérimentaux de la caractérisation diélectrique de mésomorphes présentant des phases rentrantes ou doublement rentrantes. La comparaison des énergies d'activation du mouvement de basculement moléculaire dans les différentes phases nous conduit aux conclusions suivantes : — l'énergie d'activation de la phase nématique rentrante est supérieure à celle de la phase nématique, - l'énergie d'activation de la phase smectique A rentrante est voisine de celle de la phase nématique rentrante. A notre connaissance, cette étude est la première caractérisation diélectrique complète du phénomène doublement rentrant

Photovoltaic solar cells based on rod-coil block copolymers containing poly(3-hexylthiophene) and fullerene

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