2013 Fiscal Year Research-status Report
空間的拘束下でフラストレートした液晶の秩序形成とダイナミクス
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25400437
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
福田 順一 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 主任研究員 (90392654)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 液晶 / キラリティ / 連続体シミュレーション / 欠陥 / 溝 / コレステリックブルー相 / 電場応答 |
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| Research Abstract |
平行平板間の薄い空間に閉じ込められたキラル液晶について，実際の実験に近い表面配向条件（アンカリング）のもとでどのような秩序構造を形成するかを連続体理論に基づく数値計算によって検討し，これまで検討を行った別種のアンカリングのもとで生じる欠陥構造のみならず，バルクのコレステリックブルー相の構造に比較的類似した別の構造が，適切な温度や平行平板間距離のもとで生じることを見いだした．またそれらの秩序構造の光学的性質（より具体的には，光がどのように反射されるか）を平面波展開を用いた数値計算によって調べ，実験によって得られた性質をよく再現できることがわかった．
また，コレステリックブルー相を示す液晶からなる平行平板セルの電場応答のダイナミクスについても検討を行なった．液晶という非一様非等方な媒質中の静電ポテンシャルに関するPoisson方程式を効率よく解くスキームを開発し，櫛場電極が生成する面内方向かつ非一様性の強い電場下におけるコレステリックブルー相液晶の振る舞いを数値的に調べ，電場のセル厚方向の非一様性に起因した応答の強い空間依存性を明らかにした．
その他の問題として，サイン波状の溝中に液晶を閉じ込めた際に生じるジグザグ状の線欠陥が，キラリティを有する物質の溶け込みによってどのように構造を変化させるかを簡単なモデルに基づいて調べ，実験的に見いだされたジグザグの非対称な振る舞いを良く再現することを見いだした．
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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
コレステリックブルー相液晶セルの電場応答のダイナミクス，薄い液晶セルにおける特異な秩序構造，および溝中に拘束された液晶の欠陥構造の振る舞いいずれの問題についても興味深い知見をえて一定の成果を挙げつつある．
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| Strategy for Future Research Activity |
溝中の液晶が形成する秩序構造をより精密かつ効率よくシミュレートできる計算スキームの開発を急ぎ，その定量的な理解につながるシミュレーションを行う．また薄い平行平板間に生じる秩序構造については，構造転移のメカニズムの解明につながる数値計算を行うとともに，光学計算で用いた計算スキームの改良と，液晶中に生じる異なる秩序構造への適用を行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究遂行のための計算機の購入を検討していたが，残額を無理に利用して本年度中に計算機を購入するよりも，次年度の予算を足して次年度初頭に計算機を購入した方が費用対効果の観点から優れていると考えたため．
計算機の購入に用いる
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