分子記憶素子としてのナノ界面分子膜上での液晶ダイナミクス機構とその制御

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450133
• Research Institution: Osaka Sangyo University
• Principal Investigator: 杉村 明彦 大阪産業大学, 工学部, 教授 (90145813)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内藤 裕義 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90172254) ; 松本 恵治 大阪産業大学, 工学部, 助教授 (40229547)
• Keywords: 液晶 / 重水素化核磁気共鳴法 / アンカリングエネルギ / ダイレクタ分布 / 連続体理論 / ダイレクタの動的挙動 / 液晶分子の動的挙動 / 界面現象

Research Abstract

本年度は電界重複印加重水素化核磁気共鳴法を用いて、液晶セル基板上でのアンカリング効果に基づく静的なバルク内ダイレクタ歪分布と、液晶分子の骨格基と柔軟基の動的挙動を、下記の通り明らかにした。
1.種々の表面アンカリング条件を有する液晶セルを準備し、それぞれのアンカリングエネルギ測定値を用いた一般化トルクバランス方程式の数値解析により、液晶素子バルク内でのダイレクタ分布を求めた。これらのダイレクタ分布を用いて、核磁気共鳴法における共鳴信号スペクトルを計算機実験により求め、ダイレクタ分布と核磁気共鳴スペクトルとの理論的解析手法を確立した。これらのシミュレーション結果と、実際の核磁気共鳴実験より得られた信号出力との対応から、実際のバルク内でのダイレクタ分布を同定し、ネマチック液晶素子基板表面エネルギに対応したダイレクタ分布を明確にした。
2.シアノビフェニール系液晶分子(5CB)のすべてのプロトンを重水素で置換した液晶を用いて、液晶分子の動的挙動を核磁気共鳴法により調べた。電場と磁場の競合効果による分子回転は、従来の報告と異なり、骨格基と柔軟基共に同じ動的挙動を示すことを実験的に明らかにした。
3.電場・磁場競合状態での液晶分子ダイナミクスの研究をさらに進展させるために、核磁気共鳴装置プローブ内へ新たに設計した偏光透過画像観測用光学系を挿入し、時間分解共鳴スペクトル・光情報・ドメイン情報の同時観測を可能にした。

Research Products

• [Publications] G.R.Luckhurst, T.Miyamoto, A.Sugimura, T.Takashiro, B.A.Timimi: "The surface-induced static director distribution in thin nematic liquid crystal films a deuterium nuclear magneticresonance spectroscopystudy"Journal of Chemical Physics. 114. 10493-10503 (2001)
• [Publications] 杉村明彦, 中村健一, 宮本哲夫, G.R.Luckhurst, B.A.Timimi: "重水素化核磁気共鳴法によるネマチック液晶薄膜セル内ダイレクタ回転観察"電気学会論文誌. 121-A. 603-609 (2001)
• [Publications] G.R.Luckhurst, T.Miyamoto, A.Sugimura, B.A.Timimi: "Deuterium NMR investigation of field induced director dynamics : The role of backflow"Thin Solid Films. 393. 399-406 (2001)