J. Phys. France 46, 2151-2160 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:0198500460120215100

Textures and structure of the low temperature liquid crystal phases of HOBACPC [(R-) hexyloxybenzylidene p'-amino-2-chloropropyl cinnamate]

P.E. Cladis¹, H.R. Brand^{1, 2}, P. Keller³ et P.L. Finn<sup>1

1</sup>  AT & T Bell Laboratories, Murray Hill, N.J. 07974, U.S.A.
²  ESPCI, 10, rue Vauquelin, F75231 Paris, France
³  Laboratoire L. Brillouin, C.E.N. Saclay, F91191 Gif-sur-Yvette, France

Abstract
HOBACPC is known to exhibit three helielectric phases identified as C*, I* and (G')* or J*. Here we present evidence that a truly ferroelectric phase, X, exists at lower temperatures than these phases. Owing to their helicoidal structure, the spontaneous polarization of helielectric phases globally averages to zero. In bulk samples they are not usually bistable (by bistable we mean that the field induced configuration remains when the field is removed) so that when the field E is turned off, the helicoidal structure returns. In contrast, long range inter-layer correlations suppress the helicoidal structure in smectic X and it is bistable. We argue that the cross-over from helielectric to ferroelectric behaviour takes place in the (G')* phase since it is characterized by finite inter-layer correlations resulting in a non-uniform helicoidal structure. Because many tilted smectic phases have been discovered recently and there have been numerous changes in nomenclature, we find it useful to review our current understanding of the structural features of these phases as they may apply to HOBACPC in an appendix.

Résumé
HOBACPC possède 3 phases héliélectriques déjà identifiées sous les notations C*, I* et (G')* ou J*. Dans cette étude, nous proposons qu'il existe également, à plus basse température, une phase qui est intrinsèquement ferroélectrique. La polarisation spontanée des phases héliélectriques est moyennée à zéro par leur structure hélicoïdale. Dans des échantillons massifs, elles ne sont habituellement pas bistables (par bistable, nous indiquons que la configuration induite par le champ subsiste lorsque le champ est annulé), c'est-à-dire que la structure hélicoïdale se réinstalle quand le champ électrique E est annulé. Au contraire, les corrélations à longue portée entre couches suppriment la structure hélicoïdale dans le smectique X, qui est de ce fait bistable. Nous soutenons que le passage d'un comportement héliélectrique ou ferroélectrique a lieu dans la phase (G'), puisqu'elle est caractérisée par des corrélations entre couches de portée finie produisant une structure hélicoïdale non uniforme. Comme plusieurs phases smectiques penchées ont été découvertes récemment avec de nombreux changements dans la nomenclature, nous avons trouvé utile de rassembler dans un appendice notre description actuelle des caractères structuraux de ces phases, en particulier dans le cas de HOBACPC.

PACS
6130E - Experimental determinations of smectic, nematic, cholesteric, and other structures.
7784N - Liquids, emulsions, and suspensions; liquid crystals.

Key words
ferroelectric transitions -- liquid crystal phase transformations -- organic compounds -- smectic liquid crystals