The structure of chiral Sm C* liquid crystals in planar samples and its change in an electric field

Abstract
From observation by microscope of DOBAMBC and mixtures of smectic C and cholesteric, a structure of Sm C* in planar samples has been determined as depending on the sample thickness d. In all samples there are unwound layers at the sample surfaces with dipole-moments directed from the surface to the sample bulk. In thick samples the regular helicoidal structure occurring in the sample bulk is connected to the unwound surface layers by means of ± 2 π disinclination lines, the upper and lower lines being shifted by half a helical step p. In thin samples (d ~ p) the helical structure is unwound by surface anchoring but there is a twist along the sample thickness. The unwinding process of thick samples in electric field proceeds in two steps : unwinding of the helix via mutual annihilation of opposite disinclinations at critical field Ec1 and removal of the twist at Ec2. With thin samples only unwinding of the twist at Ec2 takes place.

Résumé
La structure de la phase lamellaire Sm C* en géométrie planaire a été déterminée pour différentes épaisseurs de l'échantillon par l'observation au microscope polarisant d'un composé chiral (DOBAMBC) et de mélanges de Sm C et de cholestérique. Dans tous les échantillons la structure hélicoïdale près des lames de verre est déroulée par l'ancrage sur ces lames et les moments dipolaires des molécules sont orientés vers le centre d'échantillon. Dans les échantillons épais, la compétition entre un ancrage fort en surface et une structure hélicoïdale dans la masse provoque un double réseau de disinclinaisons torses ( ± 2 n) parallèles entre elles. Les disinclinaisons au voisinage de la lame supérieure sont décalées d'un demi-pas (p/2) de la structure hélicoïdale par rapport à celles situées près de la lame inférieure. Dans les échantillons minces (d ~ p), la structure hélicoïdale est complètement déroulée mais l'ancrage provoque une rotation des molécules le long de l'épaisseur de l'échantillon. Le processus de déroulement dans les échantillons épais sous champ électrique se passe en deux étapes. Pour la valeur critique du champ Ec1 les paires de disinclinaisons (± 2 π) s'annihilent et laissent l'échantillon sans structure hélicoïdale. Lorsque le champ atteint la deuxième valeur critique Ec2, la rotation le long de l'épaisseur de l'échantillon est supprimée. Dans les échantillons minces seulement, l'élimination de la rotation se réalise sous l'influence du champ Ec2.