Issue
J. Phys. II France
Volume 3, Number 9, September 1993
Page(s) 1371 - 1386
DOI https://doi.org/10.1051/jp2:1993208
DOI: 10.1051/jp2:1993208
J. Phys. II France 3 (1993) 1371-1386

Penetration length of ferrosmectics

C. Quilliet, P. Fabre and M. Veyssié

Laboratoire de physique de la matière condensée URA CNRS n° 792, Collège de France, 11 pl. M. Berthelot, 75231 Paris Cedex 05, France

(Received 14 April 1993, accepted 4 June 1993)

Abstract
We report the first quantitative measurements of the smectic penetration length $\lambda = \sqrt{K/\bar{B}}$, with K and $\bar{B}$ the curvature and compression elastic constants, for ferrosmectics, which are doped lyotropic smectics. We use a method based on the observation of defects created in a cell of varying thickness. In particular, we determine the evolution of $\lambda$ with the volume fraction of doping particles, $\phi$. The main experimental features are that $\lambda$ is constant at small $\phi$ then decreases, and that this diminution is enhanced at large swelling of the phases. The results and their consequences on K and $\bar{B}$ are discussed ; they support and complement previous neutron scattering studies. We also observe edge dislocations with very small Burgers vector, that were not expected in such swollen phases. A microscopic model is proposed to evaluate $\lambda$ from such defects.

Résumé
Nous avons effectué les premières mesures de la longueur de pénétration smectique $\lambda = \sqrt{K/\bar{B}}$ ( K et $\bar{B}$ étant respectivement les constantes élastiques de courbure et de compression) sur des ferrosmectiques, qui sont des smectiques lyotropes dopés, et ce par une méthode utilisant l'observation des défauts créés dans une cellule d'épaisseur variable. En particulier, nous avons déterminé l'évolution de $\lambda$ avec la concentration $\phi$ en particules dopantes. Les résultats principaux sont que $\lambda$ reste constant pour des petites valeurs de $\phi$, puis diminue, et ceci d'autant plus rapidement que la phase est gonflée. Nous discutons ces résultats et leurs conséquences sur les variations de K et $\bar{B}$ ; ceux-ci confirment et complètent une précédente étude de ces phases par diffusion de neutrons. Nous avons également observé des dislocations coin de très petit vecteur de Burgers, dont l'existence dans cette géométrie n'était pas envisagée pour des phase gonflées ; nous proposons un modèle microscopique pour évaluer $\lambda$ à partir de ces dislocations.

PACS
61.30 - 82.70D - 75.50M

© Les Editions de Physique 1993