2012 Fiscal Year Annual Research Report
半導体ナノシート液晶の外場駆動による光機能性アレイの創製
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24350107
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中戸 晃之 九州工業大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10237315)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
毛利 恵美子 九州工業大学, 大学院・工学研究院, 助教 (60380721)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 無機工業材料 / ナノ材料 / 無機ナノシート / 無機液晶 / 光機能材料 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、層状の結晶構造をもつワイドギャップ半導体を剥離させて得られるナノシート液晶の高次構造を、外場によって制御し、新規な光機能性構造体(ナノシートアレイ)を構築することである。具体的には、層状ニオブ酸を水中で剥離させて得たナノシート液晶に対して、電場などの外場を印加することでナノシートの配向を制御し、アレイ構造を構築する。24年度の目標は、(i)ナノシート液晶をアレイ化すること、(ii)外場の直交印加によって同一のナノシート液晶から構造の異なるアレイを得ること―で、以下の(1)(2)の項目を検討した。
(1)ニオブ酸ナノシート液晶への外場印加によるアレイ化
ニオブ酸ナノシート液晶へ外場を印加してナノシートに一定の配向を誘起し、新規なアレイ構造を構築した。具体的には、交流電場を重力と平行な向きに印加することで、網状の構造をもつアレイを組織化した。外場印加前に液晶を静置(インキュベーション)することで、アレイの網目のサイズを変化させることができた。構造形成過程の解析から、インキュベーションによってナノシート(1次構造単位)が集合した液晶ドメインが形成され、これが2次構造単位となってアレイ構造を形成するメカニズムを結論した。インキュベーション時間を長くすると、2次構造単位が十分に成長するため、網目は粗くなった。
(2)外場の直交印加による構造の異なるアレイの作成
ニオブ酸ナノシート液晶へ電場と重力とを直交する向きで同時に印加することで、縞状の構造をもつアレイを構築した。この構造は、(1)の平行印加(実質的に単一の外場の印加)では不可能な構造であった。ナノシートは2次元的な形状をしているため、異なる2方向から外場を印加することで、配向を一定方向に揃えられたと言える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の2つの目標、すなわち(i)ナノシート液晶をアレイ化すること、(ii)外場の直交印加によって同一のナノシート液晶から構造の異なるアレイを得ること、のいずれをも達成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には順調に進捗しており、当初計画にしたがって推進する。未使用額が発生した主因は、日本原子力研究開発機構の原子炉が東日本大震災以降停止中で、小角中性子散乱の実験と討論を実施できなかったこと、およびそれらにかかる旅費を支出しなかったことである。この未使用額は、代替法による液晶の構造評価、および原子炉再稼働後の中性子小角散乱実験にかかる経費に充当する。再稼働時期は2013年度後半もしくはそれ以降と見込まれている。
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