A study of dielectric relaxation in 4 octyl 4’ cyanobiphenyl. Existence of associations among molecules^(*)

Étude de la relaxation diélectrique dans le 4 octyl 4’ cyanobiphényl. Mise en évidence d’associations moléculaires

Centre Hyperfréquences et Semi-Conducteurs, Université de Lille I, 59650 Villeneuve-d’Ascq, France.

Abstract

An experimental study of the dielectric relaxation for a wide frequency band has been performed on 4 Octyl 4’ Cyanobiphenyl (OCB).

This molecule has an important dipole moment oriented along the molecule axis.

In nematic phase and smectic phase, the measurement of complex permittivity for the two orientations of the [math] director n parallel or perpendicular to the electric field E gives the following results:

• —

  For [math], a Debye type absorption domain of high amplitude ([math] ~ 5) and of critical frequency between 3 and 6 MHz can be observed.

• —

  For [math] a distributed relaxation domain resulting from the superposition of at least three Debye type elementary domains can be observed.

Using these results, the existence of short distance interactions can be shown. These interactions result in the formation of groups of a few hundred molecules.

Résumé

Une étude expérimentale de la relaxation diélectrique à large bande de fréquence est effectuée sur le 4 Octyl 4’ Cyanobiphényl (OCB). Cette molécule présente un important moment dipolaire orienté le long de Taxe moléculaire.

En phase nématique et en phase smectique, la mesure de la permittivité complexe pour les deux orientations du [math] directeur n parallèle ou perpendiculaire au champ électrique E donne les résultats suivants :

• —

  Pour [math] on observe un domaine d’absorption du type Debye d’amplitude élevée ([math] ~ 5) et de fréquence critique comprise entre 3 et 6 MHz.

• —

  Pour [math] on observe un domaine de relaxation distribué qui résulte de la superposition d’au moins trois domaines élémentaires de type Debye.

On montre à partir de ces résultats qu’il est possible de mettre en évidence l’existence d’interactions à courte distance qui provoquent l’apparition de groupements comportant quelques centaines de molécules.