2023 Fiscal Year Annual Research Report
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22KJ0460
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
秋山 吾篤 千葉大学, 融合理工学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Keywords | 液晶 / 強誘電性 / 焦電性 / カラムナー液晶 / 水素結合 / ディスオーダー / キラリティー / 分極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）分岐側鎖を有するジフェニルウレア分子について，強誘電性に特徴的な分極と電場のヒステリシスループを得ることに成功した。ヒステリシスループの印加電場の依存性を評価すると，高周波数ほど明瞭なヒステリシスが観測され，低周波条件におけるイオン性不純物の影響が懸念された。不純物が強誘電性に及ぼす効果を検証するため，不純物をドープした試料を作製し，電流測定と第二次高調波発生測定を実施した。結果，0.1%の不純物添加によって，望ましくないバックグラウンド電流の増加や脱分極が確認された。一方，これまで使用した非ドープ試料では，このような挙動は観測されず，不純物の効果は無視できると言える（ACS Appl. Electron. Mater.誌に掲載）。（2）側鎖に(S)-citronellyl基を4つ有するウレア分子は，強い分子間力によって分極反転が不可能であり，強誘電性が確認されなかった（Mater. Lett.誌に掲載）。分子間力を適度に低減させるため，立体障害の大きな2-butyloctyl基を6つ有する分子との混合物を作製し，混合物が室温強誘電性カラムナー液晶（FCLC）を示すことを見出した。FCLCを形成する要因を特定するため，複数の混合比で作製した試料の集合構造の評価を行った。結果，側鎖の立体効果によって異種分子が交互に積層し，カラムナー液晶が構築されることがわかった。また，混合比によって分子間力を微調整でき，ウレア基の分極反転（強誘電性）が促進された。
本研究によって，（1）では側鎖の立体障害，（2）では混合比によって，集合状態における分子間力を調整可能であり，室温FCLCの作製に関する知見を提示できた。これまで報告されたFCLCでは，分極反転と分極維持はトレードオフであったが，（2）の手法はそのトレードオフを解消し，FCLCの設計を開拓する指針として有用なものである。
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