J. Phys. France 51, 1703-1720 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:0199000510160170300

Nucleation and growth of cholesteric fingers under electric field

P. Ribiere et P. Oswald

Ecole Normale Supérieure de Lyon, Laboratoire de Physique, 46 Allée d'Italie, 69364 Lyon France

Abstract
We have studied the behavior of a cholesteric liquid crystal sandwiched between two plates, with homeotropic anchoring, in the presence of an electric field. By changing two control parameters, namely the sample thickness and the electric field magnitude, we were able to characterize different types of solutions : a nematic phase (unwound cholesteric), isolated doubly twisted fingers, a periodic pattern of fingers arranged side by side, and a transient singly twisted translationally invariant configuration. Including the electric field contribution to the calculations of reference [3], we have computed a theoretical phase diagram that agrees well with the experimental data. The consideration of anisotropic elasticity in our calculations was essential in explaining our observations.

Résumé
Nous avons étudié le comportement d'un cristal liquide cholestérique placé entre deux plaques avec un ancrage homéotrope et en présence d'un champ électrique. En changeant les deux paramètres de contrôle, à savoir l'épaisseur de l'échantillon et l'amplitude du champ électrique, nous avons pu caractériser différents types de solutions : une phase nématique (cholestérique « déroulé »), des doigts isolés doublement torsadés, un réseau périodique de doigts arrangés côte à côte et une configuration transitoire simplement torsadée et invariante par translation. En incluant la contribution du champ électrique aux calculs de la référence [3], nous avons calculé un diagramme de phase théorique qui est en bon accord avec les données exp6rimentales. Il est essentiel, pour expliquer nos observations, de tenir compte de l'anisotropie des constantes élastiques.

PACS
6130G - Orientational order of liquid crystals; electric and magnetic field effects on order.
6210 - Mechanical properties of liquids.
6470M - Transitions in liquid crystals.

Key words
cholesteric liquid crystals -- elasticity of liquids -- electric field effects -- liquid crystal phase transformations -- nematic liquid crystals