SHGによるアキラルバナナ型液晶分子における(反)強誘電相の構造と発現機構の解明

利用SHG阐明非手性香蕉型液晶分子中（反）铁电相的结构和表达机制

基本信息

批准号：
00J10277
负责人：
荒岡史人
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J10277/
关键词：
強誘電性液晶非線形光学バナナ型分子不斉構造

项目摘要

本年度は、新規なバナナ型液晶分子であるP-8-OPIMB6^*の形成する強誘電性液晶構造の測定、解析を行った。P-8-OPIMB6^*はアキラルである従来の反強誘電性バナナ型液晶分子とは異なり、分子末端部に不斉炭素を含んでいるが、それだけの違いで強誘電性の分子反転を呈する。強誘電性の前提条件である、極性構造の発現とその保持のためには、分子の持つ自発分極が打ち消しあわないような対称性を系が持っている必要がある。このような対称性を持つ系は、SHGをはじめとする2次の非線形光学効果の発生要件である反転対称性を持たないという要件を必然的に満たすこととなる。このことから、SHGは強誘電系に敏感な探索法として多く用いられている。バナナ型分子そのものが大きな2次の分極特性を持つことは既に報告を行った。そこでSHG法により、バナナ型分子系の非線形光学特性を明らかにすることで、分子及び凝集極性構造を解明することを目的とした。試料は面内電場を印加すると、一様配向すると同時に強誘電性の分子反転を呈する。本研究では、使用するレーザーパルスと印加交流電場とを同期させてSHGを測定するシステムを構築し、印加電圧依存性、入出射偏光依存性の測定を行った。その結果、(1)P-8-OPIMB6^*の強誘電系では大きなSHG信号が観測され、その非線形感受率は代表的な非線形物質に匹敵することを示した:(2)bis-dipolar modelと呼ぶ独自のモデルを用いて理論解析を行い、分子の配列構造と分子単独の非線形分極を明らかにした。これらの結果は過去の結果と比較しても非常に妥当であり、バナナ型分子における新規な強誘電性構造を非線形光学という観点から解明した。これらの成果は論文としてPhys.Rev.E 66,021705(2002)、および2002年国際液晶学会にて発表された。

今年，我们测量并分析了由新型香蕉型液晶分子P-8-Opimb6^*形成的铁电液晶结构。与常规的抗抗抗抗抗抗毒香蕉型液晶分子不同，P-8-Opimb6^*在分子末端包含不对称的碳，但只有这种差异表现出铁电分子反演。为了表达和保留极性铁电的前提条件，该系统必须具有对称性，以使分子的自发极化不会相互抵消。这样的对称系统将不可避免地满足其没有倒对称的要求，这是生成二次非线性光学效应（例如SHG）的要求。因此，SHG通常用作对铁电系统敏感的搜索方法。我们已经报道说，香蕉型分子本身具有良好的二阶极化特性。因此，目的是通过使用SHG方法来阐明香蕉型分子系统的非线性光学特性，并阐明分子和团聚的极性结构。当应用面内电场时，样品表现出均匀的方向和铁电分子反演。在这项研究中，构建了一个系统来测量SHG通过将激光脉冲与所施加的AC电场同步，并根据施加的电压依赖性和输入/输出极化依赖性进行测量。结果，在（1）p-8-opimb6^**的铁电系统中观察到了较大的SHG信号，并且其非线性易感性与典型的非线性材料的非线性敏感性相当：（2）使用称为BIS-二极模型的独特模型进行了理论分析，并揭示了分子层的分子层的序列结构。与以前的结果相比，这些结果非常合理，从非线性光学的角度阐明了香蕉型分子的新型铁电结构。这些结果在Phopers.Rev.E 66,021705（2002）和2002年国际液晶学会中介绍。