|
液晶相の構造を分子間相互作用に遡って理解するためには、各種液晶相の基礎物性に関する知識が不可欠である。スメクティック液晶を特徴づける層構造解析のため申請者らは、放射光X線マイクロビームを開発し、数ミクロン以下の領域での液晶局所層構造の測定システムを完成している。本研究では、これまでの技術的発展に基づき、スメクティック液晶の局所層構造の電場に対する時間応答を放射光X線マイクロビーム時分割測定法により明らかにする。このことにより、液晶層の示す電気光学的応答に対応した動的液晶構造解析が可能になる。
実験は高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所・放射光研究施設を利用して得られる放射光X線マイクロビーム光学系を用いて行った。試料は強誘電性液晶としてTK-C101を、反強誘電性液晶としてTFMHPOBCを使用した。本年度は特に強誘電性液晶のスメクティックA相における電傾効果における層応答の電場依存性を詳細に測定し、初めて層構造の空間依存性を明らかにした。従来からの一次元検出器に加えて二次元X線CCDカメラにより、回折パターンの角度依存性に加えて層間隔の温度依存性を効率的に収集できるようになり、層間隔の時間・電圧依存性も初めて明らかにした。電傾効果では電圧印加とともに層間隔が減少し、それに伴って面内シェブロン構造が発展する。その時垂直シェブロン構造も生じることが明確に観察され、界面分子が固定された層構造が実現されていることが分かった。また同一のシステムにより、より高い入射エネルギー(約14keV)を用いて小角、高角散乱の相関の研究を開始し、高角散乱に含まれる層内分子秩序に関する情報の時間変化の測定に成功した。
|
