光感応性分子を層内に含むスメクチック液晶自己保持超薄膜を用いた光同期分子膜の創製

利用层状液晶自保持超薄膜制作光同步分子薄膜

• 批准号: 13022242
• 负责人: 尾崎 雅則
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Osaka 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13022242/
• 关键词: 液晶; スメクチック液晶; 螺旋構造; フォトニックバンドギャップ; ストップバンド; コレステリック液晶; レーザー発振; 自己保持膜; 光感応性分子; 転写膜; 超薄膜; 層構造

今年度は、液晶の自己組織的周期構造性等を積極的に利用して一次元ナノ周期構造における光の伝搬、発光現象を、外部刺激により動的に制御することを目指し、新しい応用展開の可能性を検討した。螺旋ピッチが数百nmのカイラルスメクチック液晶にレーザー色素を添加し、スメクチック層が基板に平行なホメオトロピック配向セルを作製し光励起によるレーザー発振を観測した。また、螺旋軸に垂直に電界を印加することにより螺旋周期を任意に制御し、レーザー発振波長を数十nmにわたってわずかな電界により制御することに成功した。さらに、励起効率を高めるとともに光の閉じ込め効果を増す目的で、螺旋軸が基板に平行なプラナーセル構成のカイラルスメクチック液晶においても、電界で制御可能なレーザー発振を観測した。一方、光重合性コレステリック液晶を螺旋軸が基板に垂直に配向させたのち光重合することにより、高分子コレステリック液晶自己保持膜を作製し、このフィルムからの光励起によるレーザー発振を観測した。この高分子コレステリック液晶膜は曲げ変形に対しても螺旋構造を安定に保ち、レーザー発振することも確認した。また、曲げたフィルムを線状あるいは面状に励起することのより集光性レーザー発振を実現した。さらに、従来のコレステリック液晶の螺旋周期が温度に対して大きな依存性を有するのに対して、ここで作製した高分子コレステリック液晶の螺旋周期はほとんど温度依存性を持たず、きわめて安定なレーザー発振波長をうることができることを見出した。

今年，我们旨在积极利用液晶的自组织周期性结构，以动态控制一维纳米周期结构中使用外部刺激的传播和发光现象，并检查了新应用开发的可能性。将激光染料添加到手性晶状体液体晶体中，其螺旋螺距为几百nm，并制造具有平行于基板的近晶层的同型对齐细胞，并观察到激光振荡，观察到激光振荡。此外，通过施加垂直于螺旋轴的电场，螺旋周期是任意控制的，并且激光振荡波长在几十nm上的小电场成功控制了激光振荡波长。此外，为了提高激发效率并增加了光限制效应，即使在手性晶状体液晶中，也可以观察到可以通过电场控制的激光振荡，其平面细胞结构与螺旋轴平行于底物。另一方面，可观察到该膜的光聚合物胆固醇液体晶体自我固定膜，然后将光聚合物与垂直于底物进行对齐，然后观察到由于该膜的光涂而产生的激光振荡。还可以证实，即使弯曲变形，聚合物胆汁脱脂液晶体也保持稳定的螺旋结构，并发生激光振荡。此外，通过线性或平坦的弯曲膜来实现更多的光浓缩激光振荡。此外，发现，尽管常规胆汁灰质液晶的螺旋时期对温度具有很大的依赖性，但此处产生的聚合物胆汁脱脂液体的螺旋周期几乎不依赖温度，并且可以获得极其稳定的激光振荡波长。

项目成果

K.Nakano: "Electro-Optical Response of Reflected Light from Freely Suspended Smectic Liquid-Crystal Films"Journal of Applied Physics. 92. 6384-6389 (2002)

K.Nakano：“自由悬浮近晶液晶薄膜反射光的光电响应”应用物理学杂志。

S.V.Yablonskii: "Pressure sensor based on freely suspended ferroelectric liquid crystal film"Applied Physics Letters. 80. 571-573 (2002)

S.V.Yablonskii：“基于自由悬浮铁电液晶薄膜的压力传感器”应用物理快报。

H.Moritake: "Vibration Characteristics of Freely Suspended Ferroelectric Liquid Crystal Film"Ferroelectrics. 278. 37-45 (2002)

H.Moritake：“自由悬浮铁电液晶薄膜的振动特性”铁电体。

T.Matsui: "Flexible Mirrorless Laser Based on a Free-Standing Film of Photopolymerized Cholesteric Liquid Crystal"Applied Physics Letters. 81. 3741-3743 (2002)

T.Matsui：“基于光聚合胆甾液晶独立薄膜的柔性无反光镜激光器”应用物理快报。

S.Yablonskii: "Thermal Photodetector Using Freely Suspended Liquid-Crystal Film"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 198-201 (2003)

S.Yablonskii：“使用自由悬浮液晶薄膜的热光电探测器”日本应用物理学杂志。