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

利用手性近晶液晶层结构动力学的空间光调制器研究

基本信息

批准号：
13750043
负责人：
中山敬三
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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/grant/KAKENHI-PROJECT-13750043/
关键词：
強誘電性液晶スメクチック層層回転空間光変調素子光メモリ

项目摘要

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。

在2001年，我们主要使用近晶层旋转现象的温度依赖性进行了光学写作实验。但是，当利用温度依赖性时，需要高功率激光照射才能诱导样品的部分温度升高。此外，为了有效地增加激光照射引起的温度，有必要在液晶材料中添加染料。因此，在2002年，我们主要使用玻璃基板上的无定形硅光电膜进行光学写作研究。作为样品，使用了铁电液晶，一种类型的手性晶状体液晶，并选择了市售的Chisso Corporation CS-1024。将液晶材料夹在两个带有透明电极的玻璃基板之间，并将无定形硅沉积在底物表面的一侧。无定形硅的电阻通常表现出很高的值，因此，即使在透明电极之间施加电压，也不会在液晶上施加电压。但是，当用光照射时，无定形硅的电阻值会减小，并将电压施加到用光照射的区域中的液晶。也就是说，即使施加了诱导近晶层旋转的不对称波形，近晶层也仅应用于实际上被光照射的区域中的液晶，结果，近晶层仅在辐照面积上旋转。已经进行了实际的实验，并且发现只有光照区域才会引起近晶层的旋转。此外，当详细检查分辨率时，发现垂直于近晶层的方向与水平方向之间的写作分辨率存在差异。人们认为这反映了物理特性，例如近晶层结构的弹性模量，并且是从基本科学角度来看的有趣的实验结果。