2014 Fiscal Year Research-status Report
液晶／配向ナノファイバー複合体の構築とテラヘルツ波制御素子の実現
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26420290
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
森武 洋 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 電気情報学群, 教授 (90531799)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | テラヘルツ波制御素子 / 液晶 / ナノファイバー / 複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
液晶／配向ナノファイバーの作製については、ポリビニルアルコール(PVA)を用いてITOガラス基板上に配向ナノファイバーを作製し、ネマティック液晶との複合素子を作製した。ナノファイバーの直径や密度を変化させたときのネマティック液晶との相互作用の大きさを、インピーダンスの電圧印加・除去時の過渡応答測定結果から評価した。配向ナノファイバーの複合効果により、液晶単体と比べ電圧を除去したときの立下り応答時間を大きく減少させることができた。また、ナノファイバーの密度を増加させたときの応答時間の改善度が増加することを明らかにした。PVA以外の配向ナノファイバーの作製については、ポリアクリロニトリル(PAN)がPVAと同様に配向性の高いナノファイバーが作製できることを明らかにした。また、液晶との相互作用の強さについては、PVAと比べPANの方が大きい傾向にあるという結果が得られた。
一方、単体液晶以外にナノファイバーと複合化する液晶材料として高分子安定化液晶及びコレステリック液晶を取り上げ、その単体での特性について評価を行った。高分子安定化液晶については、テラヘルツ波よりも周波数の低いミリ波デバイスでの応答改善について検討を行い、コプレーナ線路型のデバイスにおいて応答時間が改善することを明らかにした。また、コレステリック液晶については、これまでと比較して液晶層の厚さが非常に厚い50μm以上のデバイスにおいても、一様な配向を実現する方法について明らかにするとともに、これまでとは異なる新しい高速応答性を有するスイッチング現象について明らかにした。
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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
現時点においては、作製した配向ナノファイバーと液晶の相互作用のシミュレーションによる検討が行われていないなど、一部の計画について遅れているものの、当初計画していた以外の材料である高分子安定化液晶やコレステリック液晶についての応答改善や新規高速応答モードについての知見が得られるなど、計画外の成果も得られており、計画は全体としておおむね順調に研究の目的を達成していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ネマティック液晶／ナノファイバー複合体について現在よりも更に厚さの厚い複合体の実現と、テラヘルツ波制御素子についての特性測定を行うための測定系の構築及び、実際にその測定系を用いてネマティック液晶／配向ナノファイバーテラヘルツ波透過特性の評価を行う予定である。また、複合体については現状のネマティック液晶単体の材料だけではなく、高分子安定化液晶やコレステリック液晶を用いた特性評価を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
設備備品としてテラヘルツ用ホーンアンテナとグリッド偏光子を購入予定であったが、研究を進める上で当該年度は必要がなかったことと、次年度に一部内容を変更して偏波面を回転させる導波管と偏光子を購入する必要が生じたため、次年度使用額が生じた。
また、消耗品も当該年度はあらかじめ研究を始める前に準備していたもので足りたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度設備備品として偏波面を回転できる導波管とグリッド偏光子及びそれらを回転制御できる光学実験装置、テラヘルツ波用レンズなどを購入する計画である。また、消耗品としては基板材料やナノファイバー材料などの購入に使用する計画である。
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