J. Physique Lett. 35, 151-155 (1974)
DOI: 10.1051/jphyslet:01974003509015100

Uniaxial rotational diffusion in the smectic B phase of TBBA observed by quasi-elastic neutron scattering

H. Hervet¹, F. Volino², A.J. Dianoux² et R.E. Lechner<sup>2

1</sup>  Collège de France, Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, place Marcelin-Berthelot, 75005 Paris
²  Institut Laue-Langevin, B. P. 156, F 38042 Grenoble-Cedex

Abstract
High resolution quasi-elastic neutron time-of-flight experiments performed at 119 °C on smectic B TBBA and on a partially-deuterated derivative have revealed that the molecules perform a random rotational motion about their long axis. The corresponding rotational correlation time is about 1.8 x 10-11 s. Furthermore, the results suggest a much faster random motion of the aliphatic end chains superimposed on the rotation of the body. Large proton « Debye-Waller factors » e-Q2u2 related to motions other than cylindrical rotation were found. For the body protons u2 ~ 0.26 Å2, for the tail protons u2 ~ 0.61 Å2. Preliminary results are also given for the solid (104 °C) and for the smectic C phase.

Résumé
On a effectué des expériences de diffusion quasi-élastique de neutrons, avec un appareil à temps de vol, haute résolution, sur la phase smectique B du TBBA et de l'un de ses dérivés partiellement deutérié. Celles-ci ont révélé que les molécules sont animées d'un mouvement de diffusion rotationnelle autour de leur axe principal, avec un temps de corrélation d'environ 1,8 x 10-11 s. Les résultats suggèrent en outre l'existence d'un mouvement beaucoup plus rapide des chaînes aliphatiques terminales, qui se superpose à la rotation de l'ensemble de la molécule. On a trouvé des facteurs de Debye-Waller e- Q2u2 relativement importants, liés à des mouvements autres que la rotation cylindrique. Pour les protons du corps u2 ~ 0,26 Å2 et pour les protons des chaînes u2 ~ 0,61 Å2. On donne aussi quelques résultats préliminaires sur la phase solide (104 °C) et sur la phase smectique C.

PACS
6130 - Liquid crystals.

Key words
Neutron diffusion -- Quasi-elastic scattering -- Molecular rotation -- Time of flight spectra -- Liquid crystals -- Smectic crystals -- TBBA