NMR、高周波誘電測定による液晶の分子運動と強誘電・反強誘電性発現に関する研究

利用核磁共振和高频介电测量研究液晶的分子运动以及铁电和反铁电特性的表达

• 批准号: 09750010
• 负责人: 高西 陽一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750010/
• 关键词: 液晶; 強誘電性; 反強誘電性; NMR; 分子運動; 高周波誘電率; V字型反転

液晶における強誘電・反強誘電性の発現に分子の運動性がどう関わっているか検討を行った。まず分子の各セグメントの各相における配向秩序と運動性を議論するため、部分重水素化した反強誘電性液晶のD-NMR測定を行った。詳細にスペクトルの解析し、アキラルアルキル鎖は分子長軸にほぼ平行なのに対し、キラルアルキル鎖は大きく折れ曲がっていることが明らかになった。さらに、キラルアルキル鎖は常誘電SmA相においても非常に大きな回転束縛を受けており、しかもその束縛方向は分子傾き面に対して非対称で、それは不斉炭素の影響によると推測できた。このことに関して、Journal of Physical Society of Japan(Letter)Vol.68(1999)pp.9-11に報告した。分子長軸周りの回転運動に関して、13C-NMRによる反強誘電性液晶MHPOBCのT1測定から、自発分極に寄与するエステル基と不斉炭素の緩和挙動のみが常誘電SmA相と反強誘電SmCA^*相とで異なることを明らかにした。このことは分子全体の長軸周りの回転状態はSmA相とSmCA^*相で変わりがなく、SmA相でも分子は自由回転していない可能性を示しており、また相転移で特定の官能基が、分子間相互作用を受けて緩和状態が異なることを示唆している。この成果について、Japanese Journa1 of Applied Physics Vol.38(1999)p.147-150に報告した。MHPOBCの長軸周りの回転挙動に関しては、周波数1MHz〜1GHzの高周波誘電率の測定を行って、その緩和挙動からも検討した。結果、自発分極のない常誘電SmA相と各層内に自発分極を有する強誘電SmC^*、反強誘電SmCA^*相で緩和周波数や強度に大きな違いがないことから、分子長軸周りの回転は各相でそれ程違いがないことがわかった。この結果はSmA相で自発分極をもたないのは、自由回転によるのでなく、回転束縛を受けているものの、個々の分子でその方向に秩序がないことを示唆し、これはNMRの結果とも整合する。またキラルアルキル鎖の炭素数の偶奇により強誘電、反強誘電が出現する材料について同様の測定を行ったところ、MHPOBCとは若干傾向が異なるものの緩和挙動に違いは見られず、長軸周りの回転は出現する相によってではなく、分子構造の違いによるところが多いことがわかった。またV字型反転を示す反強誘電性液晶について、デジタルカメラを使用しての基本的な電気光学物性測定、組織観察を行い、特に配向膜の厚さが反転特性に大きく影響していることを明らかにした。この成果についてMolcular Crystals&Liquid Crystals Vol.322(1998)pp.337-342,Liquid CrystalVol.25(1999)in pressに報告した。

Liquid crystal strong induction and anti-strong induction of the development of molecular mobility D-NMR measurement of the alignment order and mobility of the molecules in each phase of the molecule Detailed analysis of the structure of the molecule, and the structure of the molecule. In this case, it is assumed that the direction of the binding of the molecules is opposite to the direction of the interaction of the molecules. Journal of Physical Society of Japan(Letter) Vol. 68 (1999) pp. 9 -11. 13C-NMR measurements of T1 in anti-ferroelectric liquid crystal MHPOBC are related to the long axis of the molecule, and the self-polarization of the molecule is related to the relaxation of the anti-ferroelectric liquid crystal MHPOBC. The long axis of the whole molecule is in a state of transition from SmA phase to SmCA^* phase. The possibility of free transition of the molecule is shown. The phase shift of the molecule is shown. The interaction between molecules is in a state of transition. Japanese Journa1 of Applied Physics Vol. 38 (1999) pp. 147 -150. MHPOBC long-axis oscillation is related to the measurement of high-frequency inductances at frequencies of 1MHz to 1 GHz, and the mitigation of oscillation is discussed. The results show that there are strong induced currents SmC^* and anti-strong induced currents SmCA ^* in the self-generated polarization SmA phase and in each layer. The moderate frequency and intensity of the self-generated polarization SmC^* and anti-strong induced polarization SmCA^* phases are large, and the long axis of the molecule is large. The result is that the SmA phase is self-contained, the free loop is bound, the molecule is ordered, and the SmA phase is self-contained. The number of carbon atoms in the matrix is different from that in the matrix. The strong induction and anti-strong induction occur in the material. The same measurement is carried out in the matrix. MHPOBC has a certain tendency to change. The relaxation is different from that in the matrix. The long axis cycle occurs in the matrix. The molecular structure is different from that in the matrix. V-shaped reflection shows that the reflection characteristics of ferroelectric liquid crystal are greatly affected by the thickness of the alignment film, which is used in the measurement of basic electrical and optical properties, tissue observation, and special alignment film. Molular Crystals&Liquid Crystals Vol. 322 (1998) pp. 337 -342,Liquid Crystal Vol. 25 (1999)in press.

项目成果

A.D.L.CHANDANI et al.: "Effect of alignment layer on V-shaped switching in a chiral smectic liquid crystal" Liquid Crystals. Vol.25,(in press). (1999)

A.D.L.CHANDANI 等人：“取向层对手性近晶液晶中 V 形切换的影响”液晶。

Koh TOKUMARU et al.: "Molecular Rotation in an Antiferroelectric Liquid Crystal Studied by 13C-NMR Magnetic Resonance Spin-Lattice Relaxation Time Measurement" Japanese Journal of Applied Physics. Vol.38・1A. 147-150 (1999)

Koh TOKUMARU 等人：“通过 13C-NMR 磁共振自旋晶格弛豫时间测量研究反铁电液晶中的分子旋转”日本应用物理学杂志第 38 卷·1A（1999 年）。

Shohei YOSHIDA et al.: "A Bent and Asymmetrically Hindered Chiral Alkyl Chain in Smectic-A Phase of an Antiferroelectric Liquid Crystal as Observed by 2H-NMR" Journal of the Physical Society of Japan(Letter). Vol.68,No.1. 9-11 (1999)

Shohei YOSHIDA 等人：“通过 2H-NMR 观察到的反铁电液晶近晶 A 相中的弯曲且不对称受阻手性烷基链”日本物理学会杂志（快报）。

A.D.L.CHANDANI et al.: "Suface Dependent V-Shaped Switching in a Chiral Smectic Liquid Crystal" Molecular Crystals & liquid Crystals. Vol.322. 337-342 (1998)

A.D.L.CHANDANI 等人：“手性近晶液晶中的表面依赖性 V 形开关”分子晶体