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液晶におけるアンカリング転移の基礎研究と高性能デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 12J00764
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能材料・デバイス
研究機関東京工業大学

研究代表者

謝 暁晨  東京工業大学, 大学院理工学研究科(工学系), 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードアンカリング構造転移 / 擬似スメクティックA相の濡れ効果 / 双安定デバイス / 二光子蛍光顕微鏡 / 3次元分子配向解析 / 光誘起双安定デバイス / 熱拡散率異方性 / 電場下におけるアンカリング構造転移
研究概要

今年度は上記の課題名にて以下の成果を上げました
1)アンカリング構造転移の成長過程を詳細に調べ、結晶成長とのアナロジーから、成長の次元性を検討した。
2)昨年に続き、電気メモリーデバイスに応用するために、電場下でアンカリング構造転移の挙動を主に明らかにした。主な着眼点は下の二点になります。
①アンカリング構造転移において双安定領域におきまして水平配向と垂直配向とを電場で非可逆的にスイッチングさせることができたことを踏まえ、使用する液晶の使用温度を室温まで低め、実用デバイスとしての利用を検討している。
②アンカリング構造転移が起こる際の熱挙動や界面センシティブな超微小角X線回折実験結果からメカニズムの詳細を検討し、転移前後における界面の分子配向変化を明らかにした。その一方で、アンカリング転移の際における液晶分子の空間分布について未解明であったため、2光子偏光蛍光共焦点顕微鏡を立ち上げ、分子配向の可視化を試みた。得られた空間分子配向プロフィールはモデルとほぼ一致した。今後は、非線形光学効果を用いた顕微分光による界面の状態を、より詳細にプローブする予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度では本研究におけるアンカリング構造転移は、配向膜界面における擬似スメクティックA相の層構造の出現によって誘起されていることを超低角入射X線回折法等により明らかにし、また、この系に対しhome-madeの高感度示差走査熱量測定(DSC)及び温度波熱分析法(TWA)により詳細に解析を行い、アンカリング構造転移前後における配向状態の揺らぎ状態の差異を確認した。以上のことから、アンカリング転移の起源を探ることができた。さらに、これを応用したデバイスも作製し、論文としてまとめた。当初の実験計画とほぼ一致し、おおむね順調に進展しています。

今後の研究の推進方策

二光子顕微鏡による分子の空間分布をとらえることに成功したものの、そのダイナミクスをとらえずにいる。そこで、現在second harmonic generation (SHG)顕微鏡を立ち上げ、界面付近の分子配向を温度等のパラメータに対してモニタリングする予定である。これらの実験にて結果が得られれば、アンカリング転移等の界面に特化した現象の詳細な起源を提示でき、今後の界面科学に橋渡しする役割をはたすことができると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Discontinuous thermal diffusivity change due to the an choring transition of a liquid crystal on a perfluoropolymer surface2014

    • 著者名/発表者名
      M. Uehara, Satoshi Aya (謝 暁晨), F. Araoka, K. Ishikawa, H. Takezoe, J. Morikawa
    • 雑誌名

      Chem Phys Chem

      巻: (印刷中) 号: 7 ページ: 1452-1456

    • DOI

      10.1002/cphc.201300975

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise heat capacity change associated with orientation transition in liquid crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya (謝 暁晨), Y. Sasaki, D. Pociecha, F. Araoka, E. Gorecka, K. Erna, I. Musevic, H. Orihara, K. Ishikawa, H. Takezoe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 89 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreve.89.022512

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Bistable Device Using Anchoring Transition and Command Surface2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ikeda, Satoshi Aya (謝 暁晨), F. Araoka, K. Ishikawa, O. Haba, K. Yonetake, Y. Momoi, H. Takezoe
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 6 号: 6 ページ: 61701-3

    • DOI

      10.7567/apex.6.061701

    • NAID

      10031181957

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of the discontinuous anchoring transition under an electric field2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya (謝暁晨), Fumito Araoka, Ken Ishikawa, Hideo Takezoe
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 87 号: 1 ページ: 12507-5

    • DOI

      10.1103/physreve.87.012507

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical behavior in an electric-field-induced anchoring transition in a liquid crystal.2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya (謝暁晨), Khoa V. Le, Yuji Sasaki, Fumito Araoka, Ken Ishikawa, Hideo Takezoe
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW E

      巻: 86 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreve.86.010701

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anchoring Transition in a Nematic Liquid Crystal doped with Chiral Agents2012

    • 著者名/発表者名
      Tatipamula A. Kumar, Khoa V. Le, Satoshi Aya (謝暁晨), Sungmin Kang, Fumito Araoka, Ken Ishikawa, Surajit Dhara, and Hideo Takezoe
    • 雑誌名

      Phase Transitions

      巻: 85 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1080/01411594.2012.692092

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Local liquid crystalline superstructures affecting the macroscopic behavior : A unique orientational structure transition in a liquid crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya
    • 学会等名
      The Workshop on Education and Research Center for Materials Innovation supported in part by Grants for Excellent Graduate Schools
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology
    • 年月日
      2014-02-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アンカリング転移による液晶の熱拡散率の変化2013

    • 著者名/発表者名
      Michiru Uehara
    • 学会等名
      第34回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      富山県民会館(富山)
    • 年月日
      2013-11-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アンカリング転移を用いた液晶の熱拡散率異方性の測定2013

    • 著者名/発表者名
      Michiru Uehara
    • 学会等名
      第49回熱測定討論会
    • 発表場所
      千葉工業大学(千葉)
    • 年月日
      2013-10-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermal diffusivity anisotropy in a liquid crystal through anchoring transition2013

    • 著者名/発表者名
      Michiru Uehara
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
    • 発表場所
      Yokohama Media and Communications Center
    • 年月日
      2013-10-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Unique thermal behaviors in an orientational structure transition (ATr) in a liquid crystal2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on the New Frontiers of Thermal Studies of Materials
    • 発表場所
      Yokohama Media and Communications Center
    • 年月日
      2013-10-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Orientational structure transition in the cholesteric phase observed by two-photon fluorescence microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Ito
    • 学会等名
      12th European Conference on Liquid Crystals (ECLC 2013)
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2013-09-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] First detection of heat capacity change in anchoring transition2013

    • 著者名/発表者名
      Hideo Takezoe
    • 学会等名
      12th European Conference on Liquid Crystals (ECLC 2013)
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2013-09-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Discontinuous thermal diffusivity change due to the anchoring transition of a liquid crystal on a perfluoropolymer surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      Michiru Uehara
    • 学会等名
      12th European Conference on Liquid Crystals (ECLC 2013)
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2013-09-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Azo dendrimer for device applications2013

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ikeda
    • 学会等名
      12th European Conference on Liquid Crystals (ECLC 2013)
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      2013-09-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Orientational structure transition of ferroelectric liquid crystal material observed by two-photon fluorescence microscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Ito
    • 学会等名
      14th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals (FLCC 2013)
    • 発表場所
      Magdeburg, Germany
    • 年月日
      2013-09-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Local liquid crystalline structure commands the bulk orientation : orient ational structure transition in a liquid crystal2013

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya
    • 学会等名
      Japanese-German Student Symposium on Materials Science
    • 発表場所
      Magdeburg, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] First Thermal Detection of a Surface Smectic-Layer-In duced Anchoring Transition in a Liquid Crystal2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Aya (謝暁晨), Yuji Sasaki, Damian Pociecha, Fumito Araoka, Ewa Gorecka, Kenji Ema, Igor Musevic, Ken Ishikawa, Hideo Takezoe
    • 学会等名
      Asian Conference on liquid Crystals 2012
    • 発表場所
      Fuji Calm, FujiごYoshida, Yamanashi, Japan(口頭)
    • 年月日
      2012-12-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Novel Bistable Device Using Anchoring Transition and Command Surface2012

    • 著者名/発表者名
      Takuya Ikeda, Satoshi Aya (謝暁晨), Fumito Araoka, Ken Ishikawa, Osamu Haba, Koichiro Yonetake, Hideo Takezoe
    • 学会等名
      Asian Conference on Liquid Crystals 2012
    • 発表場所
      Fuji Calm, Fuji-Yoshida, Yamanashi, Japan(口頭)
    • 年月日
      2012-12-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 液晶の配向構造相転移における構造解析及び熱測定2012

    • 著者名/発表者名
      謝暁晨, 佐夂木裕司, 荒岡史人, 石川謙, 江間健司, 竹添秀男
    • 学会等名
      環境・エネルギー材料熱物性シンポジウム2012
    • 発表場所
      東京工業大学(口頭)
    • 年月日
      2012-11-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ネマチック液晶のアンカリング転移を用いたUV光による書き換え可能なメモリーデバイス2012

    • 著者名/発表者名
      池田卓矢, 謝暁晨, 荒岡史人, 石川謙, 竹添秀男
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      千葉大学(口頭)
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 電場下における液晶の配向濡れ転移2012

    • 著者名/発表者名
      謝暁晨, レバンコア, 佐々木裕司, 荒岡史人, 石川謙, 竹添秀男
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      千葉大学(ポスター)
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/Take-Ishi/Japanese/Research/Report/2012/international.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.op.titech.ac.jp/lab/Take-Ishi/Japanese/Research/Report/2012/domestic.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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