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Research and development of new liquid crystals for the terahertz tunable antennas focusing the intermolecular interaction

Research Project

Project/Area Number 20K04625
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

Ito Ryota  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (20433146)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsテラヘルツ波 / 液晶 / 水素結合 / 分子間相互作用
Outline of Research at the Start

テラヘルツ波は次世代無線通信で利用が期待されているが、テラヘルツ波の利用には放射方向を精密にかつ高速に制御するアンテナの開発が課題となっている。液晶アンテナはテラヘルツ波の放射方向を動的に制御可能であり、今後の利用が期待されている。しかし、液晶アンテナの実用化には、液晶材料の特性改善が必要不可欠である。そこで本研究では、液晶の分子間相互作用がテラヘルツ帯の物性に与える影響を明らかにし、液晶アンテナに利用可能な「高複屈折」かつ「低損失」な液晶材料の実現を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Liquid crystal(LC) antennas are important for practically implementing wireless communication using terahertz waves. This research project focuses on the molecular interaction of liquid crystal materials to achieve high-birefringent and low-loss LCs in the terahertz range. Experimental results indicate that the core structure and side chain of the hydrogen-bonded LC are important in the birefringent and loss in the terahertz range. In addition, the charge transfer interaction in the LC also affects the birefringent and loss in the terahertz range. These results provide important information for developing LC antennas for future wireless communication technology using terahertz waves.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

テラヘルツ波は無線通信の高速化・大容量化を推し進めると予想されているが、光の周波数に近いテラヘルツ波は指向性が強く、放射方向を高速に制御するアンテナの開発が必要となる。液晶は誘電率を電圧により制御できる材料であり、テラヘルツ帯での液晶アンテナへの展開が期待されている。一般的に液晶デバイスは薄型・軽量かつ低消費電力であるため実用化には有利であるが、テラヘルツ帯での動作特性を改善するために高複屈折かつ低損失な液晶が求められている。本研究では、様々な分子間相互作用がテラヘルツ帯での屈折率と損失に与える影響を評価しており、本研究の成果は分子間相互作用を考慮した新たな材料設計の可能性を見出したといえる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Estimating the Birefringence and Absorption Losses of Hydrogen-bonded Liquid Crystals with Alkoxy Chains at 2.5 THz2022

    • Author(s)
      ITO Ryota、SEKIYA Hayato、HONMA Michinori、NOSE Toshiaki
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Electronics

      Volume: E105.C Issue: 2 Pages: 68-71

    • DOI

      10.1587/transele.2021DII0003

    • NAID

      130008149887

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • Year and Date
      2022-02-01
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Estimating the Birefringence and Absorption Losses of Hydrogen-bonded Liquid Crystals with Alkoxy Chains at 2.5 THz2021

    • Author(s)
      Ryota Ito, Hayato Sekiya, Michinori Honma, and Toshiaki Nose
    • Journal Title

      IEICE TRANSACTIONS on Electronics

      Volume: -

    • NAID

      130008149887

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] フルオロ安息香酸を混合した水素結合性液晶のTHz帯における光学特性2023

    • Author(s)
      岡崎史弥, 正﨑一馬, 伊東良太, 本間道則, 能勢敏明
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] THz帯における水素結合液晶の複素屈折率の温度依存性2022

    • Author(s)
      岡崎史弥, 伊東良太, 本間道則, 能勢敏明
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 5CB/MBBA混合液晶のTHz時間領域分光測定2021

    • Author(s)
      伊東良太, 正﨑一馬, 本間道則, 能勢敏明
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Ryota Ito, Hayato Sekiya, Michinori Honma and Toshiaki Nose ” Estimation of Birefringence and Absorption Losses ofhydrogen-bonded Liquid Crystal with Alkoxy Chain in Terahertz region2020

    • Author(s)
      Ryota Ito, Hayato Sekiya, Michinori Honma and Toshiaki Nose
    • Organizer
      The 27th International Display Workshops
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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