J. Phys. France 41, 41-46 (1980)
DOI: 10.1051/jphys:0198000410104100

X-Ray study of the reentrant polymorphism N-SA-N-SA in a pure liquid crystal compound

F. Hardouin^{1, 2} et A.M. Levelut<sup>1

1</sup>  Laboratoire de Physique des Solides , Université Paris-Sud, Bâtiment 510, 91405 Orsay, France
²  Permanent address : Centre de Recherche Paul-Pascal, 33405 Talence, France.

Abstract
X-ray diffraction patterns have been made on mesophases of 4-n-octyloxybenzoyloxy-4'-cyano-stilbene. In agreement with microscopic and magnetic studies we have reported the evidence of a thermotropic reentrant polymorphism nematic-smectic A-nematic-smectic A in this pure system. The evolution of the smectic layer thickness d as a function of temperature requires some kind of bilayer structure in the higher temperature S A whereas d corresponds to the molecular length in the lower temperature SA. In terms of local order the diffuse scattering intensity which appears in the higher temperature SA is the usually observed one, but in addition we have also seen an original two-dimensional superlattice consistent with smectic A symmetry in the lower temperature SA. The reentrant nematic phase seems to be a consequence of the competition between both short range smectic A orders.

Résumé
Nous avons effectué une étude photographique de diffraction des rayons X dans les phases mésomorphes du 4-n-octyloxy-benzoyloxy-4'-cyanostilbène. En accord avec de récentes études microscopiques et magnétiques, nous confirmons qu'en abaissant la température ces mésophases apparaissent respectivement comme des phases nématique, smectique A, nématique réentrante et smectique A réentrante. L'évolution thermique de l'épaisseur des couches smectiques d implique une structure partiellement bicouche de la phase SA haute température tandis que la phase SA basse température est monocouche. En termes d'ordre local, ces deux phases SA diffèrent également : les diffusions de la phase haute température sont identiques à celles habituellement décrites alors que la phase basse température révèle en plus une surstructure bidimensionnelle compatible avec la symétrie de la phase SA. La phase nématique réentrante semble être la conséquence de la compétition entre l'ordre à courte distance de l'une et de l'autre des phases smectiques A.

PACS
6130E - Experimental determinations of smectic, nematic, cholesteric, and other structures.
6470M - Transitions in liquid crystals.

Key words
liquid crystal phase transformations -- nematic liquid crystals -- organic compounds -- smectic liquid crystals -- superlattices -- X ray diffraction examination of liquids