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集積型液晶を利用したエネルギー変換機能をもつ誘電体超格子の構築

利用集成液晶构建具有能量转换功能的介电超晶格

基本信息

批准号：
11750254
负责人：
金澤昭彦
金额：
$ 1.41万
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

イオン性物質の多機能材料化に関する一連の研究をとおして,イオン対とアルキル鎖だけから成る,構造的に極めて単純な両親媒性物質が優れた液晶性を発現することを見いだした。この新しいイオン性液晶は層状の液晶相を示し,巨視的にみればイオン層とアルキル層が規則的にスタッキングした集積型構造を示す。各イオン層は,アルキル層によって遮断された原子レベルの二次元的な空間を有する。この特異的な空間において,電気双極子であるイオン対を規則的に配列させることができれば,永久電気分極(自発分極,Ps)をもつ二次元イオン層から成る自己組織集積体を構築することが可能となる。このような発想に基づいてイオン性液晶の超格子構造化(多層薄膜化)を試み,光第二高調波発生(SHG)測定から正電荷を帯びたリン原子と対イオンである塩素原子から成るホスホニウム塩が,マルチラメラ組織体の各イオン層内で非中心対称性の二次元超格子構造体(Psを有する原子層)を自発形成することを見いだした。チタン酸バリウムのような一般的な無機系強誘電性結晶と同様に,二次元的な原子層面内で正負イオンの自発変位(強誘電的配置)が起こり,非中心対称構造が誘起される。その結果,各イオン層はPsをもつことになる。興味深い点は,各イオン層のPsが異方的に配列することにより,薄膜全体にも永久電気分極が発生している点である。理論計算によって,Psの発生はP原子の特異的な電子構造に由来することがわかった。P原子の空の3d軌道が弱いP-Cl結合の形成に寄与できるため,このような極性構造が発現するようである。ホスホニウム液晶は一般溶媒に対する優れた溶解性と双極子イオンに基づく機能発現という有機的特徴と無機的性質を合わせもつ物質であるため,新しい機能材料として液晶デバイスを含む光・電子デバイスへの応用展開が期待できる。

A series of studies on the development of multifunctional materials for organic compounds have been carried out. This new type of liquid crystal is shown in the layered liquid crystal phase, and the macro-visual layer is shown in the regular layer structure. Each layer has two dimensional spaces. In this special space, the electric dipole is arranged regularly, and the permanent electric polarization (Ps) is formed into a self-organized aggregate. In this paper, the superlattice structure of liquid crystal (multilayer thin film) is tested, and the second high wavelength generator (SHG) is used to measure the positive charge. The atom is separated from the element atom. The atom is separated into two dimensional superlattice structures (Ps), which are asymmetric in each layer of the tissue. In general, the inorganic system strongly induced crystal and the same, the atomic level of the second dimension, the negative number of the self-generated position (strong induced configuration), and the non-central symmetrical structure. As a result, each layer has its own Ps. The deep point of interest is that the Ps in each layer are arranged in different directions, and the permanent electric polarization occurs in the whole film. Theoretical calculations show that the generation of Ps is the origin of the specific electronic structure of P atoms. The formation of weak P-Cl bonds in empty 3d orbitals of P atoms is related to the occurrence of polar structures. The liquid crystal has excellent solubility, bipolar properties, functional development, organic characteristics, and inorganic properties. The liquid crystal has excellent optical and electronic properties.