Organisation des cristaux liquides au voisinage d'une surface solide

par SEBASTIEN BARDON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Anne-Marie Cazabat.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Nous etudions l'organisation des cristaux liquides au voisinage immediat d'une surface, c'est-a-dire dans une zone interfaciale correspondant a quelques couches moleculaires. Nous avons eu l'occasion d'aborder ce probleme en suivant deux approches differentes. La premiere consiste a etudier des films minces, et la deuxieme repose sur l'utilisation d'une technique de reflexion totale interne specifiquement adaptee a l'etude des interfaces. Films minces nous avons etudie l'organisation moleculaire et la stabilite des films de pre-mouillage qui apparaissent lors de l'etalement d'un compose cyanobiphenyle (8cb) sur une plaquette de silicium. Ces films sont delicats a etudier du fait de (i) leur faible epaisseur, (ii) de leur anisotropie optique, et (iii) de leur caractere liquide. Ainsi, nous avons du avoir recours a differentes techniques experimentales complementaires : ellipsometrie, reflectivite des rayons x, afm en mode tapping, et microscopie a force polarisee. Nous montrons qu'une monocouche non-dense s'etale en avant d'un film homogene plus epais. Ce dernier est une tricouche composee d'une bicouche de type smectique reposant sur une monocouche polaire. Cette tricouche est stable, et elle a une epaisseur constante, sur un domaine de temperature incluant toutes les mesophases du 8cb massif. Reflexion totale interne d'un faisceau laser polarise (tir) nous avons utilise un dispositif de tir original afin d'etudier le photo-alignement des cl nematiques par des couches de polymeres dope avec des colorants. Cette technique nous a permis de determiner (i) la distribution tridimensionnelle des molecules de colorant dans la couche de polymere induite par le photo-alignement, et (ii) l'organisation d'un cl nematique au voisinage de cette couche. Nous montrons notamment que des effets de confinement dans le film de polymere conduisent a une distribution biaxiale des colorants.

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