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2019 Fiscal Year Annual Research Report

円偏光レーザー発振と磁気円二色性を利用した三次元非相反素子の実現

Research Project

Project/Area Number 17H04896
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

内田 幸明  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60559558)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords液晶 / 非相反性 / 有機ラジカル / レーザー発振 / エマルション
Outline of Annual Research Achievements

通常、光が媒質を伝播するとき、前向きと後向きの光の透過率や旋光度、二色性などは全く同じになる (相反性)。光導波路内で逆行する戻り光が光源を不安定化することを抑えるために、戻り光を抑制する非相反性素子、「光アイソレータ」が用いられる。最近では、デバイスの軽量化・省スペース化のために、光導波路内でレーザーと光アイソレータの一体化が試みられている。一方、量子情報技術で必須となる単一光子で動作する光スイッチやレーザー光源などの極限デバイスには微小球共振器が重要な役割を果たすと考えられている。三次元全方位レーザー素子である微小球を光アイソレータで包めば三次元光導波路のレーザー光源となるはずである。
本研究では、コレステリック液晶 (N*) シェルの全方位円偏光レーザー発振の効率化と、磁気円二色性 (MCD) の向上のための、液晶に特有の磁気特性の起源の解明について、研究を行ってきた。2017年度と2018年度において、NR 部位のMCD ピーク波長に発光ピークを持つ色素をNRN*液晶に添加しDFB レーザーの共振器として機能するか確かめた(論文投稿中)のに続き、液晶相においてもMCDが起こることを示すために、MChDスペクトルの測定に成功したため(投稿論文準備中)、当初の目標は達成した。これに加えて、液晶の磁性が分子の電気双極子と分子運動に依存することをすでに報告してきた(J. Mater. Chem. C 2017; J. Phys. Chem. B 2018)。
本年度は、これまでの研究を発展させて、磁場によるレーザー発振の制御(Opt. Express 2019)と、光による液晶の磁性の制御(Commun. Chem. 2019)について報告した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Jozef Stefan Institute(スロベニア)

    • Country Name
      SLOVENIA
    • Counterpart Institution
      Jozef Stefan Institute
  • [Journal Article] Magnetically controllable random laser in ferromagnetic nematic liquid crystals2019

    • Author(s)
      Naruta Takuya、Akita Takuya、Uchida Yoshiaki、Lisjak Darja、Mertelj Alenka、Nishiyama Norikazu
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 27 Pages: 24426~24426

    • DOI

      10.1364/OE.27.024426

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Strategy for Stimuli-Induced Spin Control Using a Liquescent Radical Cation2019

    • Author(s)
      Suzuki Shuichi、Maya Ryochi、Uchida Yoshiaki、Naota Takeshi
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 4 Pages: 10031~10035

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b00982

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photomagnetic effects in metal-free liquid crystals2019

    • Author(s)
      Akita Takuya、Sugiyama Yuki、Yamazaki Taira、Nakagami Sho、Kiyohara Daichi、Uchida Yoshiaki、Nishiyama Norikazu
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 2 Pages: 64

    • DOI

      10.1038/s42004-019-0165-9

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 液晶の機能化の場としてのマイクロカプセルの開発~分業を超えた異分野融合~2019

    • Author(s)
      内田幸明
    • Organizer
      講演会
    • Invited
  • [Presentation] Importance of Molecular Mobility of Nitroxide Radical Liquid Crystals2019

    • Author(s)
      Yoshiaki Uchida
    • Organizer
      The 6th Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Azobenzene Nitroxide Radical Liquid Crystal with Reversible Changes of Magnetic Properties2019

    • Author(s)
      Yuki Sugiyama, Takuya Akita, Daichi Kiyohara, Yoshiaki Uchida, Norikazu Nishiyama
    • Organizer
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetically controllable random laser action in dye-doped ferromagnetic nematic liquid crystals2019

    • Author(s)
      Takuya Naruta, Takuya Akita, Yoshiaki Uchida, Darja Lisjak, Alenka Mertelj, Norikazu Nishiyama
    • Organizer
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Photomagnetic Effects of Nitroxide Radical Liquid Crystals2019

    • Author(s)
      Yuki Sugiyama, Takuya Akita, Daichi Kiyohara, Yoshiaki Uchida and Norikazu Nishiyama
    • Organizer
      EUROISMAR2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光硬化性液晶モノマーによるコレステリック液晶エマルションの安定化とレーザー発振挙動2019

    • Author(s)
      山中輝, 鳴田拓弥, 内田幸明, 西山憲和
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
  • [Presentation] 強磁性液晶ランダムレーザー2019

    • Author(s)
      鳴田 拓弥, 秋田 拓也, 内田 幸明, Darja Lisjak, Alenka Mertelj, 西山 憲和
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
  • [Presentation] アゾベンゼンニトロキシドラジカル液晶の磁気特性の光応答2019

    • Author(s)
      杉山佑樹、清原大知、秋田拓也、内田幸明、西山憲和
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
  • [Presentation] 有機常磁性液晶の光磁気効果2019

    • Author(s)
      内田幸明, 秋田拓也, 杉山佑樹, 西山憲和
    • Organizer
      日本液晶学会討論会
  • [Presentation] 液晶中の光磁気効果2019

    • Author(s)
      杉山佑樹, 秋田拓也, 清原大知, 内田幸明, 西山憲和
    • Organizer
      電子スピンサイエンス学会年会
  • [Remarks] BEHIND THE PAPER

    • URL

      https://chemistrycommunity.nature.com/users/262269-yoshiaki-uchida/posts/49803-photomagnetic-effects-in-metal-free-liquid-crystals

URL: 

Published: 2021-01-27  

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