Ar ⁺ beam sputtering on solid surfaces and nematic liquid crystal orientation

(Received 8 July 1993, received in final form 20 September 1993, accepted 27 September 1993)

Abstract
The molecular orientation of nematic 5CB on various solid substrates eroded obliquely by an Ar ⁺ ion-beam has been studied experimentally. The sputtering on an isotropic substrate (normally evaporated SiO) results in a nematic planar orientation along the projection of the local velocity of the ion direction on the surface. When using an anisotropic substrate (obliquely evaporated SiO which gives planar orientation in absence of sputtering) we find a continuous twist of the resulting alignment, from the initial planar orientation towards the beam track projection. Although the geometry allows it, we do not observe any surface orientation bistability.

Résumé
Nous avons étudié expérimentalement l'orientation moléculaire du nématique 5CB sur des substrats solides bombardés obliquement par un faisceau d'ions Ar ⁺. Le bombardement d'un substrat isotrope donne une orientation planaire le long de la projection de la direction de bombardement sur la surface. Un bombardement sur un substrat qui donne déjà une orientation planaire (selon un autre mécanisme) produit une orientation intermédiaire sans inclinaison. Dans le cas d'un bombardement sur un substrat donnant une orientation planaire par évaporation sur une sous couche d'ITO, nous trouvons en plus de la torsion une inclinaison additionnelle. Nos expériences montrent que la variation de l'orientation en surface créée par le bombardement est reliée à la profondeur érodée.