強誘電性液晶の界面配向制御に関する分子論的研究

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固体表面における強誘電性液晶(FLC)の配向機構を分子論的に明らかにするために、フ-リエ変換赤外分光およびラマン分光によるFLC薄膜の振動スペクトルの解析を行なった。今年度は単一組成のFLC化合物、(s)ー4ー(αーmethylheptyloxy)ー4ーnーoctylphenylー4ーoxycarbonylbiphenylbiphenyl(MHOPOB)の分子配向に及ぼす表面形状及び表面化学構造の影響について検討した。以下ではMHOPOHが強誘電性となるSmC^*相における配向挙動について述べる。1. 平坦なPt基板にスピンコ-トしたpolyvinylalcohol(PVA)膜上ではMHOPOB分子はその長軸を基板法線から約30度傾けて配向することが赤外高感度反射スペクトルの測定により明らかとなった。また.PVA膜の存在によってMHOPOBのぬれ性が著しく向上することがわかった。これらの事実は、MHOPOB分子がPVA膜表面のOH基よりはむしろCH_2基との間で相互作用を生ずることを強く示唆する。2. PVA膜表面のごく近傍(5nm)における液晶分子配向を明らかにするために表面増大電場分光法(SEEFS)による赤外吸収測定を行なった。この結果、重量膜厚約6nmの島状Ag蒸着膜に薄くコ-トしたPVA膜上では、MHOPOBの分子長軸が微視的Ag表面に対して平行に配向することがわかった。この配向は.1に記した平坦なPVA膜表面での配向とは明らかに異なるものである。 それゆえ、PVA膜がAg表面に存在する場合の平行配向性は島状Agの粗な構造によって誘起されたものと考えられる。3. ポリイミド(PI)膜表面の一方向ラビングによりイミド環のC=0伸縮振動のバンドが低波数側に移動し、バンド幅も増加するなど、ラビングに伴うPI膜へのせん断応力により膜構造に変化を生じたことを示唆する結果が得られた。このラビングにより液晶分子の長軸が膜表面に対してより平行に配向することがわかった。