ATRラマン分光法による強誘電性液晶の電界スイッチングの界面制御機構に関する研究

利用ATR拉曼光谱研究铁电液晶电场切换界面控制机制

• 批准号: 05554021
• 负责人: 伊藤 紘一
• 金额: $ 3.52万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05554021/
• 关键词: ATRラマン分光法; 液晶; 強誘電性液晶; 電界スイッチング; 界面制御; 時間分解ラマン分光法

ATRラマン分光法による液晶セルの電界スイッチング機構を明らかにするために以下の研究を行った。ATRラマン測定用液晶セルの作製 高屈折率ガラス(LaSF-08,n=1.89)の円筒プリズムの底面にIn_2O_3をスパッター蒸着して導電性透明電極となし4-ヘプチル-4′-ビフェニル(6CB)の液晶セルを作製した。表面配向処理はSiOの斜方蒸着法(蒸着角度60度)により行い、電界印加時のダイレクターの回転面が励起レーザー光の入射面に対して平行と垂直の二種類(s-およびp-コンフィギュレーション)のセルを用意した。時間分解ATRラマン測定用分光器の製作 明るい単分散分光器(F-値4.0)とノッチフィルターを用いて時間分解ATRラマン測定用分光器の製作した。励起光源にNd-YAGレーザーの532nm(パルス幅15ns)の発振線を、また検出器としてICCD検出器を用いて6CBの良好なATRラマンスペクトルを得た。ATRラマンスペクトルの印加電位依存性の測定 液晶セルに0〜10Vの範囲で電位を変化させ100Hzの交番電位を印加し、スペクトルを測定した。(入射角は54.5および60.3度に固定した)励起光の入射面に対して励起光の偏光方向を平行と垂直とし(p-とs-偏光)、かつダイレクターの回転面についてs-とp-コンフィギュレーションの場合の4種類の配置について測定を進めた。s-偏光、s-コンフィギュレーション((ss)配置)での測定結果から液晶セルは印加電位1V以上で配向し、6V以上で平衡に達することが分かった。印加電位依存性のシミュレーション 誘電率異方性を考慮した液晶セルの厚さ方向の電場強度計算し、s-およびp-コンフィギュレーションでのダイレクターの回転角(theta)の関数としてラマン散乱強度を計算するためのプログラムを作製した。(ss)-、(ps)-、(sp)-および(pp)-配置におけるtheta=0度での偏光ATRスペクトルの測定結果から液晶のラマン散乱テンソル成分を見積り、既存の誘電率異方性の測定結果を用い、上記のプログラムによって実際の測定結果のシミュレーションを行い、実測のデータとの良好な一致を見た。時間分解ATRラマンスペクトルの測定 印加電位、電位幅、繰返し時間(周波数)を変化させつつ時間分解スペクトル測定を行って、セルの電場応答性を調べるための最適条件を求めた。電場を5Vに6ms、0Vに194ms印加した場合(10Hz)の(ss)-配置での測定し行い、2226cm^<-1>のCN-伸縮振動と1608cm^<-1>のフィニル環伸縮振動バンド強度の時間変化をもとに、電極近傍とバルクでの6CB分子の電場応答特性について比較検討した。

ATR spectroscopy is used to investigate the electrical field of liquid crystal The fabrication of liquid crystal for ATR measurement with high refractive index (LaSF-08,n=1.89) and conductive transparent electrode with In_2O_3 on the bottom surface. The fabrication of liquid crystal for ATR measurement with high refractive index (LaSF-08, n =1.89) and conductive transparent electrode (6CB). The surface alignment treatment is based on the SiO oblique evaporation method (evaporation angle 60 degrees), which is intended to be parallel to and perpendicular to the incident surface of the excitation light. Fabrication of Spectrometer for Time Resolution ATR Measurement: A Dispersive Spectrometer (F-value 4.0) Excitation light source Nd-YAG laser 532nm(wavelength 15ns) emission line, detector and ICCD detector used in 6CB good ATR emission line Determination of voltage dependence of ATR range from 0 to 10V (The incident angle is fixed at 54.5 ° to 60.3 °) The incident plane of excitation light is parallel to and perpendicular to the polarization direction of excitation light (p-s-polarization), and the return plane of excitation light is parallel to and perpendicular to the polarization direction of excitation light. The measurement results of s-polarization, s-polarization and s-polarization ((ss) configuration) range from alignment of liquid crystal to equilibrium of liquid crystal with potential above 1V and above 6V. The electric field strength calculation in the thickness direction of the liquid crystal is carried out by taking into account the anisotropy of the induced permittivity of the liquid crystal due to the dependence of the electric potential, and the correlation number of the return angle (theta) of the liquid crystal and the scattering intensity calculation are controlled. (ss)-(ps)-,(sp)-,(pp)-configuration polarization ATR spectrum measurement results at theta=0 degrees from liquid crystal scattering component integration, existing permittivity anisotropy measurement results in use, note the above polarization spectrum measurement results in the implementation of the system, the measured results are in good agreement. Time decomposition of ATR parameters to determine the initial potential, potential amplitude, return time (number of cycles) to change the time decomposition parameters to determine the optimal conditions for adjusting the electric field response. Electric field: 5V, 6ms, 0V, 194ms, 10Hz,(ss)-configuration: measurement, CN-stretching vibration: 2226cm<-1>, 1608cm<-1>, ring stretching vibration: time variation of intensity, electric field response characteristics of 6CB molecules near electrodes: comparative study.

项目成果

Y.Misono,K.Shibasaki,N.Yamasawa,Y.Mineo and K,Itoh: "Time-resolved resonance Raman scattering study on onmonocation radical formation process of heptylviologen at silvere electrode surfaces." J.Physical Chemistry. 97. 6054-6059 (1993)

Y.Misono，K.Shibasaki，N.Yamasawa，Y.Mineo 和 K，Itoh：“时间分辨共振拉曼散射研究庚基紫精在银电极表面的单阳离子自由基形成过程。”

A.Shimojima and H.Takahashi: "Ab initio study of geometries and force fields of diphenylacetylene in the ground state,radical cation,radical anion and lowest excited triplet state." J.Physical Chemistry.97. 9103-9112 (1993)

A.Shimojima 和 H.Takahashi：“从头开始研究二苯乙炔在基态、自由基阳离子、自由基阴离子和最低激发三重态的几何形状和力场。”

J.Abe,A.Seki and H.Takahashi,: "Resonance CARS and molecular orbital studies of the binding of bilirubin to human serum albumin." J.Molecular Structure. 297. 41-48 (1993)

J.Abe、A.Seki 和 H.Takahashi，：“胆红素与人血清白蛋白结合的共振 CARS 和分子轨道研究。”

K.Itoh,M.Yamamoto and T.Wajima: "Infrared refection absorption spectroscopic study on photodimerization process of stilbazoles in Langmuir-Blodgett Films" J.Molecular Strucutre. 293. 311-314 (1993)

K.Itoh、M.Yamamoto 和 T.Wajima：“朗缪尔-布洛杰特薄膜中芪二聚过程的红外反射吸收光谱研究”J.分子结构。

H.Kimura,K.Sakata and H.Takahashi,: "Time-resolved resonance Raman and absorption studies of ortho-nitrobenzyl compounds." J.Molecular Structure. 293. 1-4 (1993)

H.Kimura、K.Sakata 和 H.Takahashi，：“邻硝基苄基化合物的时间分辨共振拉曼和吸收研究。”