Instabilités polaires et non-polaires de surface sur un cristal liquide nématique

Abstract

Un cristal liquide nématique, orienté uniformément entre deux électrodes convenablement traitées, peut engendrer des déformations mécaniques en volume sous l’action d’un champ électrique ou magnétique. Dans le cas d’un nématique, ancré faiblement à la surface, il est possible d’avoir un autre type d’instabilité sous l’action d’un champ électrique où l’action déstabilisante est localisée à la surface. Cette action peut être due à un couplage polaire du champ électrique avec la polarisation fléxoélectrique du cristal liquide nématique ou avec une polarisation de surface à un ordre ferroélectrique du nématique à la surface. Dans ce travail, nous présentons la première observation d’une instabilité polaire de surface dans un cristal liquide nématique. Après son étude expérimentale, nous lui avons associé le mécanisme de couplage du champ électrique avec la polarisation fléxoélectrique du nématique et probablement aussi avec une polarisation de surface. Nous présentons aussi une étude d’une autre nouvelle instabilité liée à la surface qui se produit sur des régions localisées. En fonction de la fréquence du champ électrique appliqué, elle présente deux comportements possibles. Nous avons montré que ces deux comportements sont liés à deux mécanismes différents et qui se superposent dans certaines régions. L’un est dû à une injection non uniforme de charges par l’électrode et qui s’arrête à la fréquence de la relaxation des charges, l’autre n’apparaît qu’aux hautes fréquences et il est du à une variation non uniforme de la résistance de surface. Cette variation induit un champ électrique oblique dans la cellule du nématique et produit aussi un changement de texture. Ce changement se fait avec un temps intrinsèque très court et peut être à la base d’un afficheur électrooptique très rapide.