Direct observation of dislocations in smectics

Observation directe des dislocations dans les cristaux smectiques

Chalmers University of Technology Göteborg, Sweden.

Abstract

We have been able to observe dislocations in liquid crystals by taking advantage of the characteristics of the second order smectic A-to-smectic C transition. The two materials N-p-heptyloxybenzylidene-p-heptylaniline and n-undecyl-p-azoxy-a-methyl-cinnamate (AMC 11) have been studied so far. In a series of micrographs at small temperature intervals we show how the dislocations become gradually visible when the phase transition point is approached from above or from below. We discuss the phenomenon by making a Landau development of the free energy density, allowing an order of magnitude estimation of the temperature range for observations. The Burgers’ vector of the dislocations is determined by an interference measurement and found equal to one unit of smectic layer thickness.

Résumé

Nous avons pu observer les dislocations à l’intérieur de cristaux liquides en utilisant les caractéristiques de la transition du second ordre entre les phases smectiques A et C. Les deux substances N-p-heptyloxybenzylidène-p-hep- tylaniline et cinnamate de n-undécyl-p-azoxy-a-méthyle (AMC 11) ont déjà été étudiées. Par une série de microphotographies prises à de petits intervalles de température, nous montrons comment augmente progressivement la visibilité des dislocations quand le point de transition entre les phases est atteint par températures croissantes ou décroissantes. Nous étudions le phénomène en faisant un développement de Landau de la densité d’énergie libre, en admettant pour les observations une estimation d’un ordre de grandeur pour l’intervalle de températures. On détermine le vecteur de Burgers des dislocations par une mesure interférométrique et on constate qu’il est égal à une unité d’épaisseur de couche smectique.