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2007 年度 実績報告書

ブルー相などの3次元秩序を有する液晶系の秩序構造とダイナミクスに関する数値計算

研究課題

研究課題/領域番号 19031029
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

福田 順一  産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 研究員 (90392654)

研究分担者 米谷 慎  産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, グループリーダー (30443237)
キーワード液晶 / キラリティ / コレステリックブルー相 / 連続体シミュレーション / アンカリング / スメクチックQ相 / 分子動力学シミュレーション
研究概要

1.液晶のコレステリックブルー相の秩序構造,および電場応答に関して,連続体シミュレーションによる研究を行い,温度と液晶のキラリティの強さに関する相図の予備的な計算を行なった.また電場によって,液晶中の位相欠陥の構造,および秩序構造の単位格子の大きさが,構造の種類,電場の強さ,方向に応じて様々に変化することを見出した.典型的な液晶の3次元秩序構造の1つを直接数値計算によって調べることができるようになったという点で,重要な成果である.
2.表面の凹凸に由来する液晶のアンカリングの既存の理論に関する問題点を明らかにし,アンカリングのエネルギーの数値計算により,修正を施した理論の正当性を確かめた.液晶の3次元シミュレーションと密接な関連のある成果である.また,アンカリングという液晶の基本的な性質に関する理論の見直しという点で重要であるのみならず,表面のパターニングによるアンカリングの制御について,新たな視点を与えるものである.
3.スメクチックQ(SmQ)液晶相構造モデルの熱力学的安定性と分子キラリティとの関連について,分子動力学シミュレーションによる解明を試みた.分子キラリティの異なる光学異性体およびそのラセミ体それぞれの構成分子を用いた系のシミュレーションを行った結果,SmQ相を示す光学異性体のみで構造の特徴がが維持され,SmQ相を示さないことが報告されている上記その他の系では維持されず,現実系と対応した構造安定性と分子キラリティとの関係が得られた.
4.キラルスメクチックC液晶の2次元薄膜中に円形の粒子が存在する場合の,液晶配向と欠陥の構造について,解析的な考察を行なった.配向,欠陥構造は,キラリティの強さのみならず,系の外側の境界条件にも依存することを明らかにした.

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Theory of anchoring on a two-dimensionally grooved surface2008

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 郭 進碩, 米谷 慎, 横山 浩
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

      ページ: 011702(1-16)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-groove-induced azimuthal anchoring of a nematic liquid crystal:Berreman's model reexamined2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

      ページ: 187803(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Erratum:Surface-groove-induced azimuthal anchoring of a nematic liquid crystal:Berreman's model reexamined[Phys.Rev.Lett.98,187803(2007)]2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 99

      ページ: 139902(1-2)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Configuration of a chiral smectic-C film with a circular inclusion2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一
    • 雑誌名

      European Physical Journal E 24

      ページ: 91-98

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Configuration of a chiral smectic-C film with a circular inclusion-Pathological contribution of spontaneous bend2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一
    • 雑誌名

      物性研究 89

      ページ: 105-106

  • [雑誌論文] Effect of an external field on the director profile of a nematic liquid crystal around a spherical particle2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 横山 浩
    • 雑誌名

      Molecular Crystals and Liquid Crystals 475

      ページ: 165-172

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anchoring of a nematic liquid crystal induced by surface grooves:A numerical study2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 雑誌名

      Physical Review E 77

      ページ: 030701(R)(1-4)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced nanoimprint lithography using a graded functional imprinting material tailored for liquid crysatl alignment2007

    • 著者名/発表者名
      郭 進碩, 大江 昌人, 米谷 慎, 横山 浩, 佐藤 弘幸, 伊丹 節男
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 102

      ページ: 063501(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-plane bistable namatic liquid crystal devices based on nanoimprinted surface relief2007

    • 著者名/発表者名
      郭 進碩, 福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91

      ページ: 073504(1-3)

    • 査読あり
  • [学会発表] 液晶を分散媒としたコロイド系の数値的研究2008

    • 著者名/発表者名
      福田順一
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-24
  • [学会発表] 凹凸のある表面による液晶のアンカリング:理論とシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      福田順一
    • 学会等名
      科研費特定領域「ソフトマター物理」第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-01-08
  • [学会発表] Anchoring of a nematic liquid crystal by a grooved surface: Critical reexamination of Berreman's theory2007

    • 著者名/発表者名
      福田順一,米谷慎,横山浩
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2007
    • 発表場所
      アーヘン(ドイツ)
    • 年月日
      2007-10-01
  • [学会発表] 表面の凹凸が誘起するネマチック液晶のアンカリング:Berremanの理論の批判的再検討2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] 自己保持膜中のMHPOBC分子の長軸廻り回転ダイナミクス2007

    • 著者名/発表者名
      米谷慎,多辺由佳、横山浩
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
  • [学会発表] 円形粒子を含む2次元キラルスメクチックC液晶薄膜における配向構造と欠陥2007

    • 著者名/発表者名
      福田順一
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-13
  • [学会発表] 2次元的なパターンのある表面のアンカリングの理論2007

    • 著者名/発表者名
      福田順一,米谷慎,横山浩
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-12
  • [学会発表] 凹凸のある表面上のネマチック液晶のアンカリング: Berrelnanの理論の批判的再検討2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2007-09-12
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation study of gas transport through chiral liquid crystal monolayer2007

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎, 多辺 由佳, 横山 浩
    • 学会等名
      11th Ferroelectric Liquid Crystal Conference
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2007-09-03
  • [学会発表] Configuration of a chiral smectic-C film with a circular inclusion-Pathological contribution of spontaneous bend2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一
    • 学会等名
      YITP Workshop New frontiers in Colloid Physics: A Bridge between Micro-and Macroscopic Concepts in Soft Matter
    • 発表場所
      京大会館 (京都市左京区)
    • 年月日
      2007-07-26
  • [学会発表] Berreman's model revisited: geometry-induced surface anchoring of a nematic liquid crystal2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 学会等名
      The 9th European Conference on Liquid Crystals
    • 発表場所
      リスボン (ポルトガル)
    • 年月日
      2007-07-05
  • [学会発表] 液晶系の3次元連続体シミュレーション:アンカリングの理論の検証への適用2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 学会等名
      科研費特定領域「ソフトマター物理」第2回領域研究会
    • 発表場所
      伝国の杜・置賜文化ホール(米沢市)
    • 年月日
      2007-06-22
  • [学会発表] 凹凸のある表面上の液晶のアンカリング:Berremanの理論の批判的再検討2007

    • 著者名/発表者名
      福田 順一, 米谷 慎, 横山 浩
    • 学会等名
      科研費特定領域「ソフトマター物理」第2回領域研究会
    • 発表場所
      伝国の杜・置賜文化ホール(米沢市)
    • 年月日
      2007-06-22
  • [学会発表] 三次元秩序構造を有するSmQ液晶相の分子シミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      米谷 慎, 福田 順一, 横山 浩
    • 学会等名
      科研費特定領域「ソフトマター物理」第2回領域研究会
    • 発表場所
      伝国の杜・置賜文化ホール(米沢市)
    • 年月日
      2007-06-22

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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