Surface induced transitions in the nematic phase of 4-n octyloxybenzoic acid

(Received 28 May 1991, revised 15 October 1991, accepted 9 January 1992)

Abstract
The heptyl-, octyl- and nonyl-benzoic acids present dimerized nematic and smectic C liquid-crystal phases. Using polarized optical microscopy and X-ray scattering, we have measured the orientational and positional order close to the surface of the nematic single-crystal, oriented between SiO evaporation-coated glass plates. Decreasing the temperature, we observe a spontaneous twist and bifurcation of the surface orientation, a surface induced texture instability and the growth of a surface layer with "batonnets" of smectic A. These transitions are tentatively explained by an increase of the surface monomer concentration. The correlated decrease of surface nematic order would allow for the growth of surface smectic A rather than C. The surface twist and textural instability could be the first examples of recently predicted surface flexoelectric instabilities.

Résumé
L'acide octyloxybenzoïque (ainsi que l'heptyl et le nonyl) présente des phase cristal liquide nématique et smectique C. En utilisant la microscopie optique en lumière polarisée et la diffraction des rayons X, on mesure l'orientation et l'ordre près de la surface d'un monocristal nématique orienté par des lames de verre évaporées SiO. En température décroissante, on observe une rotation spontanée et la bifurcation de l'orientation de surface, une instabilité texturale indite par la surface, et la croissance de couches et de bâtonnets smectiques A près de la surface. Ces transitions pourraient être expliquées par une augmentation de la concentration des monomères à la surface. La baisse corrélée de l'ordre nématique permettrait la croissance de surface du smectique A plutôt que C. La rotation de l'orientation de surface et l'instabilité de texture pourraient être les premiers exemples des instabilités flexoélectriques de surface récemment prédites.