液晶フラストレーションによる新規構造様式の発現

由于液晶挫败而出现新的结构样式

基本信息

批准号：
16655082
负责人：
菊池裕嗣
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16655082/
关键词：
フラストレーション散逸構造液晶周期構造パターン形成

项目摘要

均一な液晶配向に電圧を印加したときに過渡的に現れる周期的な光学組織形成の高分子の導入効果を検討した。ネマチック液晶に微小量の液晶性モノマーを分散し、液晶配向を維持したまま光重合法により高分子ネットワークを形成した試料に、電圧を印加することにより、周期性の高い特異なストライプパターンが現れ、得られたパターンは電圧除去後も長期間保持された。このパターンは高分子ネットワークが存在しない場合に出現しないことから高分子の存在がパターン形成に重要な役割を果たしていることが示唆された。パターン形成された試料は入射偏光方向に応じて光回折-光透過の顕著な偏光依存性を示した。パターン内部の液晶構造を光回折実験や偏光顕微鏡観察により解析した結果、液晶の配向が基板面に対し同一角度でプラス方向とマイナス方向に傾いた2種のドメインが交互に配列していることが明らかとなった。また、電圧の印加によって発現するパターン形成の時間変化を観察したところ、電圧の強度と電圧の増加速度に応じて形成するパターン組織に差異が見られた。その形成挙動には高分子溶液の相分離挙動とのアナロジーがみられた。本研究で得られた電圧印加後に無印加状態でメモリーされた液晶周期構造は、高分子を導入したことで初めて得られた構造であり、この構造体は、偏光されていない光を偏光方向に応じて二方向に分割することができ、光の損失の少ない偏光フィルターへの応用が考えられる。

我们研究了在周期性光学组织形成中引入聚合物的效果，这些效应在将电压应用于均匀的液晶比对时瞬时出现。通过将电压施加到样品中，在该样品中，将少量液体晶体单体分散在夜间液体晶体中，并通过光聚合物化而形成聚合物网络，同时保持液晶比对，并且出现了具有较高周期性的独特晶体比对，并且在自动化的伏特后长时间均已维持了长时间。在没有聚合物网络的情况下，这种模式不会出现，这表明聚合物的存在在模式形成中起重要作用。根据入射极化方向，图案样品显示出光衍射光线传播的显着极化依赖性。通过光学衍射实验和偏振光显微镜观测来分析图案内部的液晶结构，并揭示了两种类型的域在正向和负方向上以相同角度相对于底物表面倾斜。此外，当我们观察到施加电压时发生的图案形成的时间变化时，根据电压强度和电压增加速率在形成的图案结构中发现差异。形成行为与聚合物溶液的相分离行为的类比。仅在引入聚合物时才获得的结构，该研究在本研究中获得的液晶周期性结构是在未应用状态下记忆的。该结构允许根据极化方向将非极化光分开，并且可以将其应用于极光损失的偏振滤波器。