Etude de la topographie des films SiO et son influence sur l'orientation d'un cristal liquide nématique

Abstract

Un cristal liquide nématique est orienté par un film SiO déposé par évaporation oblique. Cette orientation dépend de l’angle d’évaporation et de l’épaisseur du film déposé. Suivant ces paramètres de dépositions, le nématique présente une transition d’orientation continue entre l’orientation planaire et l’orientation oblique à travers une région de transition. Dans cette région de transition, l’orientation nématique est oblique, bistable et symétrique par rapport au plan d’évaporation. Dans la région oblique, l’orientation sature à l’angle magique. La transition de l’orientation et la saturation à l’angle magique sont interprétés par un nouveau modèle ordoélectrique induit par la rugosité de la surface du film SiO. Cette rugosité est due à la présence d’irrégularités de taille comparable à la longueur de cohérence associé à la transition nématique-isotrope. Cette rugosité est mise en évidence par l’étude de la topographie des films SiO par microscopie électronique de transmission. Grâce à une combinaison entre la technique des répliques et celle d’ultramicrotomie, la topographie des films SiO est déterminée avec une grande précision. Cette étude montre que le film SiO présente une structure d’aiguilles bien séparées dans la région planaire. Dans la région de transition, les colonnes se joignent dans le plan d’évaporation en créant des murs séparés par de crevasses profondes. L’analyse de cette topographie et sa corrélation avec l’orientation nématique montre qu’à la transition de l’orientation planaire vers l’orientation oblique est associée une transition de la topographie du film SiO de la structure d’aiguilles vers celle de colonnes à travers une structure de crevasses qui impose une orientation conique oblique bistable. Cette analyse montre aussi l’aspect rugueux des films SiO et justifie ainsi le modèle ordoélectrique de fusion partielle introduit pour expliquer l’orientation nématique. Cette orientation est due à une compétition entre une attraction nématique. Cette orientation est due à une compétition entre une attraction vers l’angle magique induit par l’ordoélectricité et l’anisotropie de l’interaction de van der Waals due à l’anisotropie de la surface de la SiO. L’orientation nématique azimutale s’obtient le long de la direction de faible rugosité pour minimiser la fusion partielle du nématique à la surface.