2020 Fiscal Year Annual Research Report
三次元トポロジカル欠陥の意図的導入による等方性液晶の創成
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19K21975
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尾崎 雅則 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50204186)
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2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 液晶 / トポロジカル欠陥 / 電気光学効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液晶は、本来一様な分子配向状態を形成する。本提案では、液晶内に三次元配向欠陥(トポロジカル欠陥)を意図的かつ制御して導入し、新たな液晶秩序の創成とその応用の可能性を探った。すなわち、従来、有害なもの不要なものとして排除されてきた液晶内の配向場の不整合(トポロジカル欠陥)を積極的に活用・制御することにより、これまで自然界ではごく限られた条件下でのみ現れていた液晶秩序を人工的に発現させることを目指して、ウォールの生成と安定性について検討した。昨年度では、光配向法による基板界面の配向を制御し、ループ状線欠陥を生成後、電界を印加することでループ状ウォールの生成、安定化を試み、界面配向制御と電界印加、除去のプロセスを踏み、配向場のトポロジーを制御することで、消滅した線欠陥の再生成を抑制し、ウォールを生成できることを明らかにした。本年度は、二周波駆動液晶を用いることにより、印加交流電圧の周波数を制御することにより、ウォールの生成消滅の制御を試みた。すなわち、いったんループ状ウォールを生成したのち、誘電異方性が負となる周波数の電界を印加することで、ウォールを消滅させることが可能であり、電界除去後もその状態が維持されることを示した。一方、ウォール消滅時に誘電異方性が正となる周波数の電界を印加することで、ウォールを再生成できることを確認した。さらに、光配向パターンにより多重のループ状ウォールが生成でき、これらを多数配置することでウォールアレイの生成に成功した。このことは、液晶素子への印加電界の周波数を制御することにより、ウォールアレイの生成、消滅間の状態遷移が可能であることを明らかにしており、多重ループ状ウォールアレイを用いた光散乱デバイスの可能性を示唆するものである。
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