カイラルスメクチック液晶の層構造ダイナミクスを用いた空間光変調素子に関する研究

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平成13年度は、スメクチック層回転現象の温度依存性を用いた光書込み型の実験を主に行った。しかし、温度依存性を利用する場合、試料に部分的な温度上昇を誘起するために高出力のレーザ照射を必要とする。また、レーザ照射による温度上昇を効率良く行うために、液晶材料に色素を添加する必要があった。そこで、平成14年度はガラス基板にアモルファスシリコン光伝導膜を利用した光書込みについて主に研究を行った。試料としては、カイラルスメクチック液晶の一種である強誘電性液晶を用い、市販されているチッソ株式会社CS-1024を選択した。透明電極付きガラス基板2枚で液晶材料を挟むが、片側の基板表面にはアモルファスシリコンを蒸着した。アモルファスシリコンの抵抗は通常では高い値を示すため、透明電極間に電圧を印加しても液晶には電圧がかからない状態となる。しかし、光を照射するとアモルファスシリコンの抵抗値が減少するため、光照射された領域では液晶に電圧が印加されることとなる。つまり、スメクチック層回転を誘起する非対称波形を印加しても、実際に光照射された領域のみの液晶にしか印加されず、結果的に、照射領域のみスメクチック層が回転する。実際に実験を行った結果、光照射領域のみスメクチック層回転が生じることが分かった。更に、解像度を詳細に調べたところ、スメクチック層に垂直な方向と、水平な方向とで書込み解像度に差が生じることが分かった。これはスメクチック層構造の弾性率等の物性値を反映しているものと考えられ、基礎科学的にも興味深い実験結果である。