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超高圧走査プローブ顕微鏡による液晶分子の界面相転移の観測と分子操作

使用超高压扫描探针显微镜观察液晶分子的界面相变和分子操纵

基本信息

批准号：
08231255
负责人：
甲斐昌一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では液晶分子の界面配向機構の素過程として単分子膜を取り上げ、その配向構造を調べると共に、将来の分子操作を目指して、その基礎的なデータとなる液晶分子と基板界面との間の相互作用を解明することを試みた。その一方で、液晶性有機物に対してSTMによる分子の回転操作を実際に試みたが成功に至らなかった。その主な理由は1)液晶分子のもつダイポールが長軸に平行で電界印加によって分子がはがれる、2)液晶分子-基板間の相互作用に対して分子-分子間の相互作用が強く、かつ均一に近いために、試料探針間に電界パルスを印加すると広範囲にわたって配列が破壊されてしまう、ことであった。この難点を解決する一手法は不均一分子間力を導入することで、混合物にその可能性が高いと判断された。そこで、同種の分子・分子間の相互作用と異種の分子・分子間相互作用の間の差異及びそれらの間の基板との相互作用の相違の応用が考えられ、その観点から、シアノビフェニール(nCB)系液晶のグラファイト基板上での配列、及び二硫化モリブデン基板上での配列を調べた。その結果、グラファイト基板上での一連の観察によって、混合物特有の配列が、9CB-8CB混合物においては1種類、10CB-9CB混合物においては3種類、10CB-8CB混合物配列においては2種類存在することが分かった。一方、二硫化モリブデン基板上では、混合比が10%でのみ、2種類の混合物特有の配列構造が観察された。また、高圧下の界面構造相転移の観測は現在進行中であり、その基本的な特性がチェックされた段階であり、超高圧STM装置の完成はみたが、実際の液晶分子膜の高圧下観測までには至っていない。

This study attempts to clarify the molecular alignment mechanism of liquid crystal molecules and the interaction between the molecular alignment structure and the substrate. A liquid crystal organic compound is used for molecular synthesis. The main reasons are: 1) the liquid crystal molecules are arranged in parallel with the long axis; 2) the liquid crystal molecules interact with the substrate; the molecule-molecule interaction is strong, uniform, and close; the sample probes are arranged in parallel with the long axis; and 3) the liquid crystal molecules interact with the substrate. The difficulty of solving this problem is that the possibility of introducing heterogeneous intermolecular forces into the mixture is high. The difference between the interaction between molecules of the same kind and the interaction between molecules of different kinds and the interaction between molecules of the same kind and the substrate of the same kind. The results showed that there were continuous observations on the substrate, the mixture specific alignment, the 9CB-8CB mixture with 1 species, the 10CB-9CB mixture with 3 species, and the 10CB-8CB mixture with 2 species. A mixture of 10% and 2 kinds of special arrangement structure was observed on the substrate. The phase shift measurement of interface structure under high pressure is now in progress. The basic characteristics of the ultra-high pressure STM device are measured at different stages. In fact, the liquid crystal molecular film under high pressure is measured at different stages.