Novel optical functionalities in self-organized liquid crystal microdroplets

• Project/Area Number: 26820111
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Electronic materials/Electric materials
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: Matsui Tatsunosuke 三重大学, 工学研究科, 准教授 (80452225)
• Research Collaborator: TSUKUDA Kazuya
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 液晶 / フォトニック・ナノジェット / 共焦点顕微鏡 / メタマテリアル / Dyakonov表面波

Outline of Final Research Achievements

A liquid crystal (LC) microdroplet of 5-micron diameter was formed by dispersing nematic LC E7 molecules in PDMS matrix. A formation of photonic nanojet (PNJ) and active control of it by applying external voltage based on reorientation of LC molecules were examined. We have successfully observed PNJ from LC microdroplet utilizing a home-built laser-scanning confocal microscope. We have also succeeded in active control of PNJ by applying external voltage. We have also theoretically analyzed surface waves can be supported on the nanoparticle dispersed LC metamaterials.

Research Products

• [Journal Article] 低コスト共焦点レーザー走査型顕微システムの構築 (2017)
  • Author(s): 松井 龍之介、佃 和弥
  • Journal Title: 電子情報通信学会技報 Volume: 116 Pages: 23-27
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 液晶マイクロドロップレットによるフォトニックナノジェットの共焦点レーザー走査型顕微鏡による構造観察 (2017)
  • Author(s): 佃 和弥、松井 龍之介
  • Journal Title: 電気学会研究会資料 Volume: DEI 2017 Pages: 29-33
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dyakonov surface waves in nanoparticle-dispersed liquid crystal metamaterials (2015)
  • Author(s): Tatsunosuke Matsui
  • Journal Title: Applied Physics Express Volume: 8 Issue: 7 Pages: 072601-072601
  • DOI: 10.7567/apex.8.072601
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 金属ナノ粒子分散液晶メタマテリアルにおけるDyakonov表面波 (2015)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告 Volume: 114 Pages: 25-30
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 液晶マイクロドロップレットによるフォトニック ナノジェット生成と共焦点顕微鏡観察 (2017)
  • Author(s): 松井 龍之介、佃 和弥
  • Organizer: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 低コスト共焦点レーザー走査型顕微システムの構築 (2017)
  • Author(s): 松井 龍之介、佃 和弥
  • Organizer: 電子情報通信学会 有機エレクトロニクス（OME）研究会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会（連催）
  • Place of Presentation: アイランドホテル浦島（愛知県・知多郡）
  • Year and Date: 2017-01-18
• [Presentation] 液晶マイクロドロップレットによるフォトニックナノジェットの共焦点レーザー走査型顕微鏡による構造観察 (2017)
  • Author(s): 佃 和弥、松井 龍之介
  • Organizer: 電子情報通信学会 有機エレクトロニクス（OME）研究会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会（連催）
  • Place of Presentation: アイランドホテル浦島（愛知県・知多郡）
  • Year and Date: 2017-01-18
• [Presentation] Nanoparticle dispersed liquid crystal metamaterials as supporting media of Dyakonov surface waves (2016)
  • Author(s): Tatsunosuke Matsui
  • Organizer: NFO-14: The 14th International Conference of Near-Field Optics, Nanophotonics and Related Techniques
  • Place of Presentation: Act City Hamamatsu（静岡県・浜松市）
  • Year and Date: 2016-09-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 液晶メタマテリアルにおけるDyakonov表面波の存在条件に対する分散金属ナノ粒子の影響 (2016)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Organizer: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学 大岡山キャンパス（東京都・目黒区）
  • Year and Date: 2016-03-19
• [Presentation] 低コスト共焦点レーザー走査型顕微鏡の構築とフォトニックナノジェットの構造観察 (2016)
  • Author(s): 佃 和弥、松井 龍之介
  • Organizer: 電子情報通信学会 エレクトロニスソサイティ 有機エレクトロニスデバイス・材料に関する研究討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学 吹田キャンパス 銀杏会館（大阪府・吹田市）
• [Presentation] 金属ナノ粒子分散液晶メタマテリアルによるDyakonov表面波の存在条件緩和 (2015)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Organizer: 2015年 日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 東京工業大学 すずかけ台キャンパス（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2015-09-07
• [Presentation] Dyakonov surface waves in nanoparticle dispersed liquid crystal metamaterials (2015)
  • Author(s): Tatsunosuke Matsui
  • Organizer: META’15, the 6th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
  • Place of Presentation: City College of New York, New York City, NY, USA
  • Year and Date: 2015-08-04 – 2015-08-07
• [Presentation] Dyakonov surface waves in nanoparticle dispersed liquid crystal metamaterials (2015)
  • Author(s): Tatsunosuke Matsui
  • Organizer: META'15, the 6th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics
  • Place of Presentation: City College of New York, USA
  • Year and Date: 2015-08-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 金属ナノ粒子を分散した液晶メタマテリアルにおける無損失Dyakonov表面波の存在条件 (2015)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Organizer: 応用物理学会 第５５回 光波センシング技術研究会講演会
  • Place of Presentation: 東京理科大学 神楽坂キャンパス 森戸記念館
  • Year and Date: 2015-06-09 – 2015-06-10
• [Presentation] 金属ナノ粒子を分散した液晶メタマテリアルにおける無損失Dyakonov表面波の存在条件 (2015)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Organizer: 応用物理学会 第55回光波センシング技術研究会講演会
  • Place of Presentation: 東京理科大学 神楽坂キャンパス 森戸記念館（東京都・新宿区）
  • Year and Date: 2015-06-09
• [Presentation] 金属ナノ粒子分散液晶メタマテリアルにおけるDyakonov表面波 (2015)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Organizer: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [Presentation] 金属ナノ粒子分散液晶メタマテリアルにおけるDyakonov表面波 (2015)
  • Author(s): 松井 龍之介
  • Organizer: 電子情報通信学会 有機エレクトロニクス（OME）研究会 有機デバイス・材料研究討論会、電気学会 誘電・絶縁材料研究会（連催）
  • Place of Presentation: 自然科学研究機構 岡崎コンフェレンスセンター
  • Year and Date: 2015-01-21 – 2015-01-22