アモルファス物質のダイナミクスと動的不均一性

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11640395
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 深尾 浩次 京都大学, 総合人間学部, 助手 (50189908)
• 研究分担者: 宮本 嘉久 京都大学, 総合人間学部, 助教授 (00174219)
• キーワード: ガラス転移 / ダイナミクス / α過程 / 超薄膜 / 動的不均一性 / 誘電緩和 / 体積緩和 / 膨張係数

研究概要

本年度は、a-ポリスチレン薄膜(a-PS)のガラス転移に関係したダイナミクスの膜厚依存性を誘電緩和測定、および膨張係数スペクトロスコピー法による体積緩和測定により調べた。以下に研究実績をまとめる。
・誘電緩和測定はLCRメータを用い、2K/minの昇降温過程で、20〜1MHzの周波数範囲で行った。その結果、膜厚d194μmから14nm,分子量1.8×10^6のa-PS薄膜に対して、α過程による誘電分散のピークをそのピーク位置でスケールして得られる誘電損失の周波数依存性により、膜厚の低下とともにプロファイルがブロードになるのがわかった。これに対して等温条件下でのα-過程の緩和時間は膜厚194μmから33nmではほとんど差は見られなかったが、d=14nmでは緩和時間の減少が観測された。これらの結果より、ガラス転移温度が低下するのはα過程の緩和時間の分布が広くなることに対応して生じていることがわかる。
・体積緩和の測定により、ガラス転移近傍の低周波数領域の遅いダイナミクスを明らかにするために、膨張係数スペクトロスコピーシステムを開発した。このシステムを用いることにより、ガラス転移温度近傍ではα過程の緩和時間の膜厚依存性が高温領域と比較して、より顕著になることが明らかとなった。このことはガラス転移温度に近づくにつれて増大するダイナミクスの特性長の存在を考えることにより、説明される。

研究成果

• [文献書誌] Y.Miyamoto,K.Fukao et al.: "Structure formation of isotactic polypropylene from the glass"Journal of Physical Society of Japan. Vol.69(印刷中). (2000)
• [文献書誌] K.Fukao,Y.Miyamoto: "Dielectric and dilatometric studies of glass transitions in thin polymer films"Journal de Physique IV. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] K.Fukao,Y.Miyamoto: "Glass transitions and dynamics in thin polymer films : dielectric relaxation of thin films of polystyrene"Physical Review E. Vol.61,No.2. 1743-1754 (2000)
• [文献書誌] K.Fukao,Y.Miyamoto: "Glass Transition Temperature and Dynamics of α-Process in Thin polymer Films"Europhysics Letterrs. Vol.46,No.5. 649-654 (1999)
• [文献書誌] K.Fukao,Y.Miyamoto: "Glass transitions and dynamics of thin polystyrene films"AIP Conference Proceedings. No.469. 519-520 (1999)
• [文献書誌] Y.Miyamoto,K.Fukao et al.: "Kinetic Study on the Smectic Phase Formation from the Glass in Isotactic polypropylene"AIP Conference Proceedings. No.469. 287-288 (1999)