2022 Fiscal Year Annual Research Report
Ultrafast response detection of photo-induced flexoelectric effect and its elucidation of molecular motion from mesoscopic viewpoint
| Project/Area Number |
20H02202
|
|---|
| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
木村 宗弘 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20242456)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鵜沼 毅也 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20456693)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | フレクソエレクトリック効果 / 光異性化反応 / ネマティック液晶 / フェムト秒レーザ / 強誘電性ネマティック液晶 / グレーティング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、高速応答が期待出来る光誘起フレクソエレクトリック分極応答のポンププローブ法による確認実験に取り組んだ。当初の構想の通り、グレーティング界面を持つサンドイッチ型液晶セルに、アゾ色素を添加したネマティック液晶を封入した。アゾ色素添加ネマティック液晶の光異性化反応は確認している。電界駆動したところ、1MHz程度の高速応答は検出出来ている。結果として、パルス状UV励起光照射では期待したような超高速応答は検出出来なかった。これは、フレクソ分極による液晶分子短軸周りの駆動は可能ではあるものの、構想していた分子長軸周りの応答が検出出来ていないためと考えられる。そこで代替の液晶材料として、強誘電性ネマティック液晶（FNLC）を封入して、同様の実験を行ったものの、光学応答を検出することは出来なかった。これは、用いたFNLCの分極が分子長軸方向に生じていることが原因である。本研究で構想している電気光学応答は分子短軸方向に大きな分極が生じている必要があり、混合液晶ではなくホスト液晶自体に大きな分子短軸方向の分極が生じてないと実現が難しいと推測している。
液晶材料の検討と平行して、セルのグレーティング界面構造を変えることで高速応答が引き出せないか検討を行った。グレーティングの高さおよび繰り返しピッチを変更できるよう、２光束干渉露光法やレプリカ法を用いて、感光レジスト材を成型するプロセスを確立したが、感光レジスト材直上（すなわち配向界面）での液晶分子が垂直配向にならないため、感光レジスト材の上に垂直配向ポリイミド膜を被膜状に塗工することにした。ところが、垂直配向膜の希釈剤が感光レジスト材を融解させてしまった。そこで、高濃度の垂直配向ポリイミド自体をモールドでグレーティング状に形成することで解決した。いくつかのグレーティング構造を試したが、期待した高速応答自体が得られなかった。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
