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2004 年度 実績報告書

液晶で観測する1次元スピノーダル分解の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15540371
研究機関岡山大学

研究代表者

長屋 智之  岡山大学, 工学部, 助教授 (00228058)

研究分担者 奈良 重俊  岡山大学, 工学部, 教授 (60231495)
西川 亘  岡山大学, 工学部, 助手 (80243492)
キーワード秩序形成動力学 / 液晶 / パターン形成 / スピノーダル分解
研究概要

ネマチック液晶MBBAに磁場を印加してsplay-bendの弾性変形を有する直線状の配向壁を作成し,更に電場を印加すると,弾性率の低いtwist変形が起きて直線状の配向壁は不安定化する。その後,正弦的な揺らぎが増大し,その後に配向壁の形はzigzag状になる。この現象は,1次元保存系のスピノーダル分解と同等である。通常は,1次元系を観測することが困難であるが,液晶の性質を用いることにより,この観測が可能となる。今年度は,スピノーダル分解初期過程における空間揺らぎの時間発展,初期の空間揺らぎの分布が後期のzigzagのサイズ分布に及ぼす影響,2時間相関関数の指数に着目して研究を行った。
1.初期過程の約60秒間,配向壁の形を画像処理によって解析した。ある空間モード(基本モード)が指数関数的に増加し,やがてそのモードが飽和すると配向壁の形はzigzag状になった。また,基本モードが成長するに連れて高調波成分も指数関数的に増大した。基本モードの指数関数的成長は,従来の3次元系のスピノーダル分解の特徴と同じであった。そして,配向壁の運動方程式を基にして,この指数関数的成長を理論的に説明した。
2.実験では,配向壁の初期揺らぎを制御することはできない。そこで,実験系に対応するモデルを用いて,様々な初期分布を用いてその後の時間発展を計算するシミュレーションを行った。その結果,後期過程のzigzagの分布は,初期分布に影響することが明らかになった。
3.2時間相関関数のベキ指数を実験によって求めた結果,約2であることがわかった。実験では,多くのデータを取ってこの指数を求めることが困難であるので,シミュレーションを行った。その結果,このベキ指数は,時間の基準の選び方に依存することがわかった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] Observation of One-Dimensional Spinodal Decomposition in a Nematic Liquid Crystal2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki NAGAYA, Kenichi OKADA, Shigetoshi NARA, Jean-Marc GILLI
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan Vol.74, No.6(To be published)

  • [雑誌論文] Phase-ordering Simulation of One-dimensional Conserved Kink sySystem2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroyashu.TOYOKI, Tomoyuki.NAGAYA
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E Vol.70, No.4

      ページ: 067102-1-067102-4

  • [雑誌論文] Experimental Study of One dimensional Spinodal Decomposition in Liquid Crystals2004

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuk NAGAYA, Jean-Marc GILLI
    • 雑誌名

      "Proceedings of the Slow Dynamics of Complex systems(edited by M.Tokuyama)( American Institute of Physics Conference Proceeding) 708

      ページ: 440-441

  • [雑誌論文] Experimental Study of Spinodal Decomposition in a 1D Conserved Order Parameter System2004

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki NAGAYA, Jean-Marc GILLI
    • 雑誌名

      Physical Review Letters Vol.92, No.14

      ページ: 145504-1-145504-4

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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