2014 Fiscal Year Annual Research Report
テラヘルツ分光による分子凝集体の相転移前駆現象の解明
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25871138
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
鈴木 晴 独立行政法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 基礎科学特別研究員 (50633559)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | テラヘルツ分光 / 相転移 / 高強度テラヘルツ波照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，テラヘルツ分光法を用いて，これまで統一的な解釈が先送りになってきた分子凝集体における相転移機構の解明を目指した．前年度までの研究で，テラヘルツスペクトルに現れる相転移の前駆現象は，バンド強度やバンド幅の微妙な変化となって現れることが明らかとなったため，本年度は，スペクトルの温度変化を詳細に調べた．対象としたのは，ガラス転移，構造相転移，融解の３種の転移を示すナイロン6で，詳細なデータ解析によって，①アモルファス部分のガラス転移が，隣接する結晶部位の格子振動に影響を与えること，②分子鎖に沿った振動モードも，分子鎖間隔が変化する構造転移の影響を受けること，③テラヘルツスペクトル変化を2次元プロットすると融解の前駆挙動が明確に確認できることなどを明らかにした．これらの成果は論文にまとめられ，学術誌からの出版された(Euro. Polym. J 2015)．分光研究と並行して，前年度に引き続いて，高強度テラヘルツ波を照射することによる相転移誘起の試みも進めた．理化学研究所で開発された高出力・波長可変テラヘルツ光源(is-TPG)では，電場強度が状態変化を誘起するほど大きくないことがわかったため，大阪大学で開発されているテラヘルツ自由電子レーザー(THz-FEL)を用いて実験を進めた．様々な物質について調べた結果，液晶相に高強度テラヘルツ波を照射すると肉眼でも確認できるほどの大きな形状変化が誘起されることが明らかになった．この変化は，等方液体では確認できなかったことから，分子ドメインの配向制御がテラヘルツ波によって行われた可能性が示唆された．今後は，高速で分子ドメイン配向を検出するシステムと組み合わせることで，テラヘルツ波照射の影響を詳細に調べていきたい．
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Research Products
(12 results)
