J. Phys. France 44, 57-66 (1983)
DOI: 10.1051/jphys:0198300440105700

Modulated smectic C*-uniform smectic C* phase transition in an electric field

O. Hudák

Institute of Physics of the Czechoslovak Academy of Sciences, Na Slovance 2, Prague 8, 180 40, Czechoslovakia

Abstract
A detailed analytic description of the phase transition in an electric field between the modulated smectic C chiral phase and the uniform smectic C chiral phase is given taking into account both ferroelectric and dielectric coupling to the field in the case of negative anisotropy. Within the Landau theory of phase transitions we find helix distortions, and establish the field dependence of the pitch and the phase boundaries in the E-T phase diagram. The transition considered here is continuous. The evolution of the polarization and susceptibility with the field is described as well as domain walls in the uniform phase. The fluctuation spectrum for some values of the field also contains, besides the usual phason and phonon branches, a new oscillatory branch. The disappearance of the walls occurs through unwinding in our model but we also suggest a possible mechanism through line defects.

Résumé
La transition de phase entre le smectique C chiral uniforme et le smectique C chiral modulé est étudiée analytiquement en prenant en compte le couplage ferroélectrique et diélectrique pour un smectique caractérisé par une anisotropie négative. Dans le cadre de la théorie de Landau on a trouvé les distorsions de la structure hélicoïdale, la dépendance du pas de l'hélice par rapport au champ électrique, ainsi que les domaines d'existence des différentes phases dans le diagramme E-T. La transition considérée est continue. On décrit l'évolution avec le champ de la polarisation et de la susceptibilité de même que celle des parois dans la phase uniforme. Dans le spectre des fluctuations on a trouvé non seulement les branches du phason et du phonon, mais aussi une nouvelle branche d'oscillations. Pour décrire la disparition des parois on a proposé soit le mécanisme de déroulement de la structure hélicoïdale, soit un processus de disparition à l'aide de défauts linéaires.

PACS
6130G - Orientational order of liquid crystals; electric and magnetic field effects on order.
6130J - Defects in liquid crystals.
6470M - Transitions in liquid crystals.
7780B - Phase transitions and Curie point.

Key words
dielectric polarisation -- electric domain walls -- ferroelectric transitions -- liquid crystal phase transformations -- optical susceptibility -- smectic liquid crystals