Chiral Smectic C Liquid Crystal, Thick Sample Textures

(Received 11 December 1995, revised 31 July 1996, accepted 9 September 1996)

Abstract
The texture of ferroelectric chiral smectic liquid crystal confined between two aligning plates is studied in the case of thick samples i.e. samples whose thickness is higher than the helical pitch. The helical texture with periodic unwinding disclination lines appears in these samples. A theoretical elastic calculation is made assuming in the defect lines the melting of the smectic C phase into the smectic A phase. It allows the calculation of the line positions and the local helical pitch versus the sample thickness. In the case of the bookshelf geometry and in that of the chevron our observations are well explained by the model. The pitch measurement allows an estimation of the defect core energy and confirms the A melting. We show the existence of the chevron plane in thick samples, plane which plays the role of an unwinding surface, for the helical structure.

Résumé
Nous étudions la texture du cristal liquide smectique C chiral ferroélectrique, confiné entre deux lames de verre traitées, dans le cas d'un échantillon épais, c'est-à-dire tel que l'épaisseur soit supérieure au pas de l'hélice. On observe une texture enroulée accompagnée de lignes de disinclinaison dites lignes de déroulement. Nous présentons un calcul du minimum de l'énergie élastique en supposant, dans les lignes de défaut, une fusion de la phase smectique C dans la phase smectique A. Cette hypothèse permet de calculer la position des lignes et le pas hélicoïdal local en fonction de l'épaisseur de l'échantillon. Nos résultats expérimentaux sont bien expliqués par le modèle dans le cas de la géométrie dite en bookshelf et dans le cas du chevron. La mesure du pas permet d'évaluer l'énergie du coeur du défaut et confirme la fusion en phase A. Nous montrons l'existence du plan du chevron dans les échantillons épais, plan qui joue pour la structure hélicoïdale le rôle de surface de déroulement.