| 研究課題/領域番号 |
09555020
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
早川 禮之助 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00011106)
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| 研究分担者 |
古澤 浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20282684)
木村 康之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (00225070)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 非線形応答 / 緩和スペクトル / ダイナミックス / 誘電緩和 / 電気光学応答 / 強誘電性液晶 |
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| 研究概要 |
高分子・液晶などのソフトな物質系では外力に対する系の応答が容易に非線形となるために、そのダイナミックス測定法として非線形緩和スぺクトロスコピーが有用であることに着目し、本研究では以下に述べるような単一正弦波電場入力を用いた周波数域非線形緩和スペクトロメー夕の開発を行った。波形発生器からの低ひずみ正弦波電場入力をローパス・フィルターに通して高調波成分を除去した後、試料に印加する。試料からの応答信号は、高速演算増幅器を用いた検出回路で電圧信号に変換された後、高速・高分解能のベクトル・シグナル・アナライザに取り込まれて基本波成分の高精度検出が行われる。次に、この基本波成分と180°位相の異なる信号をデジタル的に合成し、差動増幅器を用いて応答信号の基本波成分を打ち消すことで高調波成分の高精度測定を行う。このようなデジタル・バランス法を導入することにより非線形応答の検出精度を飛躍的な向上することができた。
次に、開発されたシステムを用いて強誘電性液晶のSmC^*相における非線形誘電緩和スペクトル測定を行い、システムの実用性を評価した。測定により得られた線形および3次非線形誘電緩和スペクトルを現象論に基づき理論的に計算されたスペクトルと比較することで、強誘電性液晶を表示デバイスとして用いる際に重要である自発分極や回転粘性係数などの物性量を精度良く、同時に測定することが可能であることがわかった。
さらに、開発されたシステムを試料に光を入射し、その透過光強度を出力として測定する電気光学スペクトロスコピーに適用し、強誘電性液晶のSmC^*相における非線形電気光学スペクトル測定を行った。その結果、入力電場周波数に対する奇数次の高調波成分からは非線形誘電緩和スペクトルと等価な知見が、また偶数次の高調波成分からは液晶の電気的、光学的異方性に関する知見が得られることが明らかとなった。
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