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円偏光レーザー発振と磁気円二色性を利用した三次元非相反素子の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17H04896
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 デバイス関連化学
研究機関大阪大学

研究代表者

内田 幸明  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (60559558)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワード液晶 / 非相反性 / 有機ラジカル / レーザー発振 / エマルション
研究成果の概要

コレステリック液晶 (N*) シェルの全方位円偏光レーザー発振の効率化と、磁気円二色性 (MCD) の増強のための液晶に特有の磁気特性の起源の解明について、研究を行った。まず、ニトロキシドラジカル (NR) 液体のMCDスペクトルの測定とその帰属を行い、液晶相においてもMCDを検出することに成功した。また、MCDの増強に寄与するNR液晶の磁気特性の起源を明らかにした。さらに、レーザー色素をNRN*液晶に添加することでレーザー発振が起こることを明らかにした。これに加えて、室温域における非含金属液晶材料の光磁気効果の検出に初めて成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光導波路内で逆行する戻り光が光源を不安定化することを抑えるために、戻り光を抑制する非相反性素子「光アイソレータ」が用いられる。一方、量子情報技術で必須となる単一光子で動作する光スイッチやレーザー光源などの極限デバイスには微小球共振器が重要な役割を果たすと考えられている。本研究の成果を応用して、三次元全方位レーザー素子である微小球を光アイソレータで包めば一体型の三次元光導波路のレーザー光源となり、デバイスの軽量化・省スペース化に寄与すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 19件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Jozef Stefan Institute(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetically controllable random laser in ferromagnetic nematic liquid crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Naruta Takuya、Akita Takuya、Uchida Yoshiaki、Lisjak Darja、Mertelj Alenka、Nishiyama Norikazu
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 27 号: 17 ページ: 24426-24426

    • DOI

      10.1364/oe.27.024426

    • NAID

      130007659151

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Strategy for Stimuli-Induced Spin Control Using a Liquescent Radical Cation2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Shuichi、Maya Ryochi、Uchida Yoshiaki、Naota Takeshi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 4 号: 6 ページ: 10031-10035

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b00982

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photomagnetic effects in metal-free liquid crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Akita Takuya、Sugiyama Yuki、Yamazaki Taira、Nakagami Sho、Kiyohara Daichi、Uchida Yoshiaki、Nishiyama Norikazu
    • 雑誌名

      Communications Chemistry

      巻: 2 号: 1 ページ: 64-64

    • DOI

      10.1038/s42004-019-0165-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecuoar Mobility Effect on Magnetic Interactions in All-Organic Paramagnetic Liquid Crystal with Nitroxide Radical as a Hydrogen-Bonding Acceptor.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagami, S., Akita, T., Kiyohara, D., Uchida, Y., Tamura, R., Nishiyama, N.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 122 号: 29 ページ: 7409-7415

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.8b03839

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room-temperature magnetoelectric effect in a chiral smectic liquid crystal2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, T. Kimura et al.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 111 号: 26 ページ: 262901-262901

    • DOI

      10.1063/1.5007317

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Negative Magneto-LC Effects Induced by Racemic Dimerization of Liquid Crystalline Nitroxide Radicals with Terminal Cyano Group2017

    • 著者名/発表者名
      Akita, T., Kiyohara, D., Yamazaki, T., Uchida, Y., Nishiyama, N.
    • 雑誌名

      The Journal of Materials Chemistry C

      巻: 5 号: 47 ページ: 12457-12465

    • DOI

      10.1039/c7tc04699e

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液晶の機能化の場としてのマイクロカプセルの開発~分業を超えた異分野融合~2019

    • 著者名/発表者名
      内田幸明
    • 学会等名
      講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Importance of Molecular Mobility of Nitroxide Radical Liquid Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida
    • 学会等名
      The 6th Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Azobenzene Nitroxide Radical Liquid Crystal with Reversible Changes of Magnetic Properties2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiyama, Takuya Akita, Daichi Kiyohara, Yoshiaki Uchida, Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetically controllable random laser action in dye-doped ferromagnetic nematic liquid crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Naruta, Takuya Akita, Yoshiaki Uchida, Darja Lisjak, Alenka Mertelj, Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photomagnetic Effects of Nitroxide Radical Liquid Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sugiyama, Takuya Akita, Daichi Kiyohara, Yoshiaki Uchida and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      EUROISMAR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光硬化性液晶モノマーによるコレステリック液晶エマルションの安定化とレーザー発振挙動2019

    • 著者名/発表者名
      山中輝, 鳴田拓弥, 内田幸明, 西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 強磁性液晶ランダムレーザー2019

    • 著者名/発表者名
      鳴田 拓弥, 秋田 拓也, 内田 幸明, Darja Lisjak, Alenka Mertelj, 西山 憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アゾベンゼンニトロキシドラジカル液晶の磁気特性の光応答2019

    • 著者名/発表者名
      杉山佑樹、清原大知、秋田拓也、内田幸明、西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 有機常磁性液晶の光磁気効果2019

    • 著者名/発表者名
      内田幸明, 秋田拓也, 杉山佑樹, 西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 液晶中の光磁気効果2019

    • 著者名/発表者名
      杉山佑樹, 秋田拓也, 清原大知, 内田幸明, 西山憲和
    • 学会等名
      電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photonic Microcapsule with Magnetic LC Shell2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液晶の新しい物性を引き出すための階層間接続に基づく分子設計2018

    • 著者名/発表者名
      内田幸明
    • 学会等名
      液晶交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 強磁性液晶ランダムレーザーの磁場応答性 (Magnetically controllable random laser in ferromagnetic nematic liquid crystal2018

    • 著者名/発表者名
      鳴田拓弥, 秋田拓也, 内田幸明, Darja Lisjak, Alenka Mertelj, 西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アゾベンゼン骨格を有するニトロキシドラジカル液晶の磁気特性2018

    • 著者名/発表者名
      杉山 佑樹・清原大知・秋田拓也・内田幸明・西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 磁性担体としての有機ラジカル液晶2018

    • 著者名/発表者名
      内田幸明, 秋田拓也, 西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 磁場応答性フォトニックカプセル2018

    • 著者名/発表者名
      内田幸明, 秋田拓也, 西山憲和
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アゾベンゼンニトロキシドラジカル液晶の磁気特性2018

    • 著者名/発表者名
      杉山佑樹・清原大知・秋田拓也・内田幸明・西山憲和
    • 学会等名
      第57回電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic control of random laser in ferromagnetic nematic liquid crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Naruta, Takuya Akita, Yoshiaki Uchida, Darja Lisjak, Alenka Mertelj, Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic Properties of Liquid Crystalline Nitroxide Radical2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akita, Ma Xiaoqian, Yoshiaki Uchida, Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dependence of Conductivity of Nanoconfined Ionic Liquid Crystal on Pore Size2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Watanabe, Yoshiaki Uchida, Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Properties of Photo-responsive Liquid Crystalline Nitroxide Radicals2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Sugiyama, Takuya Akita, Daichi Kiyohara, Yoshiaki Uchida and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stimuli-responsive Non-metal Magnetic Liquid Crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida, Takuya Akita and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      27th International Liquid Crystal Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic properties of nitroxide radicals in liquid crystalline phases2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida, Takuya Akita and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      256th ACS National Meeting in Boston
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic control of electric polarization in chiral liquid crystal2017

    • 著者名/発表者名
      H. Ueda, T. Akita, Y. Uchida, and T. Kimura
    • 学会等名
      Chirality
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chiral Nitroxide Radical Liquid Crystals as Novel Magneto-Optical Soft Materials2017

    • 著者名/発表者名
      T. Akita, T. Yamazaki, Y. Uchida , N. Nishiyama
    • 学会等名
      Liquid Matter Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EPR Study on Magnetic Properties of Nitroxide Radical Liquid Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akita, Taira Yamazaki, Yoshiaki Uchida, and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      ISMAR2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetically Controllable Liquid Crystalline Shell2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida
    • 学会等名
      Invited Seminar at the CNR Institute of Membrane Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Liquid Crystalline Chiral Nitroxide Radicals as Novel Magneto-Optical Soft Materials2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Akita, Taira Yamazaki, Yoshiaki Uchida, Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      Spin
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and Magnetic Properties of Nitroxide Biradical Liquid Crystal2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamazaki, T. Akita, Y. Uchida and N. Nishiyama
    • 学会等名
      Spin
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitroxide Radical Liquid Crystal as Magnetic Carrier2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Uchida, Takuya Akita and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      Spin
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液晶性モノラジカル化合物の液晶性ビラジカル化合物ドープによる磁性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      山崎泰良, 秋田拓也, 内田幸明, 西山憲和
    • 学会等名
      化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ニトロキシドラジカル液晶シェル2017

    • 著者名/発表者名
      内田幸明, 秋田拓也, 西山憲和
    • 学会等名
      ソフトマター研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ビラジカル液晶の添加によるモノラジカル液晶の磁性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      山崎泰良, 秋田拓也, 内田幸明, 西山憲和
    • 学会等名
      電子スピンサイエンス学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and Magnetic Properties of Nitroxide Biradical Liquid Crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Taira Yamazaki, Takuya Akita, Yoshiaki Uchida and Norikazu Nishiyama
    • 学会等名
      豊田理研国際ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] BEHIND THE PAPER

    • URL

      https://chemistrycommunity.nature.com/users/262269-yoshiaki-uchida/posts/49803-photomagnetic-effects-in-metal-free-liquid-crystals

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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