Numéro
J. Physique Lett.
Volume 46, Numéro 10, mai 1985
Page(s) 451 - 456
DOI https://doi.org/10.1051/jphyslet:019850046010045100
J. Physique Lett. 46, 451-456 (1985)
DOI: 10.1051/jphyslet:019850046010045100

Possible boundary discontinuities of the tilt angle in nematic liquid crystals

C. Oldano et G. Barbero

Dipartimento di Fisica, Politecnico Corso Duca degli Abruzzi, 24 10129 Torino, Italy


Abstract
The boundary energy term, introduced by Dubois-Violette and Parodi, which depends on the first derivatives of the nematic liquid crystal director, is considered. It is shown that if it is written as a purely surface term, the problem of finding stable director configurations cannot be solved. Further information is required about the interaction forces giving rise to this energy term. On the basis of a simple model for such an interaction, it is shown that its main effect is to give a non negligible variation of the tilt angle in a thin boundary layer, when the easy axis is tilted. It is also shown that all the previously used methods for finding the stable director configurations, when surface energy terms dependent on the director derivatives are present, must be reconsidered.


Résumé
On considère l'énergie de surface de Dubois-Violette et Parodi dépendant des premières dérivées de l'orientation du directeur nématique. On montre qu'en l'écrivant comme un simple terme de surface, on ne peut résoudre le problème de trouver les configurations stables du directeur. D'autres informations sont nécessaires sur les interactions donnant lieu à cette énergie. En modélisant simplement cette interaction, on montre que son effet principal est d'imposer une variation non négligeable de l'orientation du directeur près de la surface, quand l'orientation spontanée est inclinée. Toutes les méthodes utilisées précédemment pour trouver les configurations stables du directeur doivent être reconsidérées lorsque les énergies de surface contiennent des termes en gradient de l'orientation du directeur.

PACS
6130G - Orientational order of liquid crystals in electric and magnetic fields.
6810C - Fluid surface energy surface tension, interface tension, angle of contact, etc..

Key words
nematic liquid crystals -- surface energy -- boundary discontinuities -- tilt angle -- boundary energy term -- nematic liquid crystal director -- stable director configurations -- surface energy terms