| 研究課題/領域番号 |
19H02581
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
吉田 浩之 大阪大学, 工学研究科, 講師 (80550045)
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| 研究分担者 |
鍛冶 静雄 九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (00509656)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 液晶 / トポロジカル欠陥 |
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| 研究実績の概要 |
液晶は広くディスプレイに用いられる棒状の分子材料であり、通常は2枚のガラス基板の間に保持される。ディスプレイ中では、液晶分子は比較的広い面積で一様に配向しているが、本研究では、基板界面において液晶分子の配向方向をパターン化することで新機能創出を目指した。特に、液晶配向場のもつトポロジーに着目し、配向場が局所的に強く歪んだソリトン構造を任意に生成・安定化することで多安定的に制御する機構の確立を目指した。本年度の主たる成果として、以下の成果が得られた。
１）液晶素子の界面パターンの設計により、ウォールと呼ばれる非特異なソリトン構造を素子内の設計した位置に生成することに成功し、さらに電界による３安定性スイッチングに成功した。
２）ウォールの3次元構造を調査した結果、ヘッジホッグと呼ばれるソリトン構造やウォールが交差した構造が生成され得ることを実験的に明らかにした。また、ヘッジホッグが生成されるメカニズムについて理論的に解析を行った。
３）トポロジカル欠陥ネットワークとして存在するブルー相液晶と呼ばれる液晶材料の配向方位を制御し、回折光学素子としての応用ができることを示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、サンドイッチガラスセル構造をもつ液晶素子の界面配向方位を制御することで、分子配向場のソリトン構造を制御する機構の確立を目指している。本年度は、昨年度発見したウォール構造もおいて、ヘッジホッグと呼ばれる点欠陥やウォールが交差した新規構造を見出し、理論解析によりその安定化機構について知見を得ることができた。これらはこれまで平板型素子において安定化の例のないソリトン構造であり、その理解と制御により新たな応用の可能性を提供するものである。このことから、研究はおおむね順調に進んでいると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
・ヘッジホッグおよびウォール交差構造の生成・安定化機構について実験と理論の側面から理解を深める。
・異物質との相互作用など、物性への影響の観点から研究を進める。
・観測された現象の制御を通し、デバイス応用の可能性を探る。
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