| 研究課題/領域番号 |
17360014
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
|
|---|
| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
|---|
研究代表者 |
城田 幸一郎 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 専任研究員 (00291071)
|
|---|
| 研究分担者 |
深野 天 独立行政法人理化学研究所, 細胞機能探索技術開発チーム, 研究員 (80373364)
武安 伸幸 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 協力研究員 (90373323)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
|
| 配分額 *注記 |
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2005年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
|
|---|
| キーワード | 液晶 / フォトニック結晶 / 自己組織化 / 高性能レーザー |
|---|
| 研究概要 |
本研究は、液晶相が自発的に形成する3次元フォトニック構造を活用し、そのバンドギャップ内にフォトンを閉じこめることにより、低閾値で発振する液晶レーザーを開発することを目的とした。そのために3次元立方構造を有する青色相を研究対象とした。
1.青色相(BP)のモノドメイン化
温度制御下でBPを保ちながら、顕微分光スペクトルならびにコッセル線図の測定を行い、BPの各結晶面からの反射を確認した。次に、基板配向処理、冷却速度、印加電場の各結晶面に与える影響を調べ、単一の結晶面を成長させる方法を検討した。この結果、BPI相において、セルのほぼ全面を(110)面に揃えた試料を作製することができた。
2.BPモノドメインからのレーザー発振
BPに蛍光色素をドープした後、単一の結晶面を成長させたセルを作製した。これを波長530nmのレーザー光により励起したところ、バンド端でのレーザー発振を起こすことが確認できた。BP相での発振閾値は1次元のキラルネマチック(CN)相に比べ、約半分にまで低減できた。
3.モノドメイン化した高分子安定化青色相(PSBP)の作製
液晶に液晶性モノマーと長鎖アクリルモノマー、および光重合開始剤を添加した混合物を用い、BPIの(110)面を基板面と平行に揃えた後に紫外線を照射すると、ほぼモノドメイン化したPSBPを得ることができた。本来の青色相の温度域は数℃であるが、安定化により室温を含む50℃以上に拡大した。
4.PSBPモノドメインからのレーザー発振
色素ドープPSBPのモノドメインセルを波長520nmのレーザー光で励起したところ、バンド端でレーザー発振を得た。発振閾値は、通常の青色相と同じく、CN相の半分程度まで低減できた。モノドメイン化したPSBPは、温度制御が不要であり、レーザー以外の様々な光デバイスに利用可能である。
|
