Thin colloidal crystals : a series of structural transitions

Abstract
We study thin layers of colloidal crystals made of polystyrene balls (1.1 μm diameter) in aqueous suspension. These thin layers are produced by confining colloidal crystals between two glass planes, which act as repulsive and perfectly smooth boundaries at colloidal scales. When the two planes form a wedge, a continuous passage from 2 to 3 dimensions is realized. Direct observation with an optical microscope reveals that this passage is characterized by a series of structural transitions consisting of changes in the number of layers and also in the structure of each layer.

Résumé
Nous étudions des couches minces de cristaux colloïdaux formés de billes de polystyrène de diamètre 1,1 μm en suspension aqueuse. Ces couches minces sont produites par le confinement des cristaux colloidaux entre deux plaques de verre rapprochées, lesquelles, aux échelles colloïdales, se comportent comme des parois répulsives et parfaitement lisses. Dans le cas où les deux plaques de verre forment un dièdre, nous réalisons le passage continu entre deux et trois dimensions. L'observation directe au microscope optique révèle que ce passage est caractérisé par une série de transitions structurelles consistant en un changement du nombre de couches cristallines mais aussi en un changement de structures dans les couches.