Contribution à l'étude des propriétés électriques de cristaux liquides antiferroélectriques
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Abstract EN:
Liquid crystals present interesting optical and electrical properties (birefringence and electrical field control). At present, they are widely used in visualization displays. This work concerns electrical properties study of antiferroelectric liquid crystals which are promising materials for tristable displays with three technics developed in the laboratory : dielectric spectroscopy, polarization and low-frequency noise measurements. The dielectric study allows to detect the Sa- S*c∝ and S*c∝-S*c phases transitions. Without superimposition of a DC bias, one relaxation process connected with the helicity of the S*c∝ phase is observed. This process is strongly modified under bias which unwinds the helical structure of this phase. Different behaviors versus temperature and bias have been evidenced for the two compounds. The dielectric spectra in the S*ca and the S*cfi phases show the existence of several relaxation processes. These processes are discussed using theoretical models and considering units cells with two, three and four layers. Low-frequency noise has been evidenced in the Sa, S*c∝ and S*c phases. This noise is connected with polarization fluctuations. The correlation between noise soectral density and dielectric losses shows that dielectric measurements have been performed in linear conditions and that this noise is of thermal origin. A theoretical study of dielectric properties of the S*c∝ phase is presented using a discrete phenomenological model. Simulations have been used to discuss experimental results, particularly, the different behaviors observed for the two compounds.
Abstract FR:
Les cristaux liquides sont connus pour leurs propriétés optiques et électriques particulières (biréfringence et commande par champ électrique). De nos jours, ils sont largement utilisés dans les dispositifs de visualisation. Ce travail concerne l'étude des propriétés électriques de cristaux liquides antiferroélectriques adaptés au développement d'afficheurs rapides et tri-stables. Deux composés d'une même série présentant la séquence de phases C-S* ca-S* cfii-S* cfi2-S* c-S*c∝-Sa-I ont été caractérises à l'aide de trois techniques développées au laboratoire : la spectroscopie diélectrique à larges gammes de fréquence et de température, les mesures de polarisation et de bruit basse fréquence. L'étude diélectrique permet de détecter les transitions de phases Sa-S*c∝ et S*c∝-S*c. Sans champ électrique continu, un mécanisme de relaxation lie à l'hélicite de la phase S*c∝ est observé. Ce mécanisme est fortement modifié par l'application d'un champ continu qui induit le déroulement de cette phase. Des comportements différents pour les deux composée sont mis en évidence en fonction de la température et de la tension continue. L'analyse des spectres diélectriques dans les phases S*ca et S*cf i montre l'existence de plusieurs mécanismes de relaxation. Leur origine est discutée à partir des modèles structuraux de ces phases considérant des cellules de base à deux, trois et quatre couches. Un bruit basse fréquence attribué à des fluctuations de la polarisation est mis en évidence dans les phases Sa, S*c∝ et S*c. La corrélation avec les pertes montre que les mesures diélectriques s'effectuent en régime linéaire et que ce bruit est d'origine thermique. Une étude théorique des propriétés diélectriques de la phase S*c∝ à l’aide d’un modèle phénoménologique discret est présentée. À partir de simulations, nous discutons les résultats expérimentaux et, en particulier, les comportements différents observés pour les deux composés.