1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10450032
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
早川 禮之助 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00011106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古澤 浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20282684)
木村 康之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (00225070)
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| Keywords | 電気光学応答 / 電気複屈折 / カー効果 / 2次元スペクトロスコピー / 緩和現象 / 液晶 / ゲル / 導電性高分子 |
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| Research Abstract |
高分子・液晶・有機低分子結晶などのソフトな有機材料の電気的ダイナミックス測定法のひとつとして、正弦波電場を入力として加え、出力として透過光強度の周波数域緩和スペクトルを観測する電気光学緩和スペクトロスコピーがある。この方法は、誘電的異方性に関する情報を敏感に検出できるという利点をもつことから、高分子・液晶などの異方性の大きな物質系のダイナミックス測定法として特に有用である。
これまで我々は、単一角周波数ωの正弦波電場を入力して得られた透過光強度の20成分をωを変化させながら観測する方法(1次元スペクトロスコピー)により電気複屈折緩和スペクトル測定を行い、高分子・液晶の分子ダイナミックスに関する種々の知見を得てきた。しかし、量場に対して2次の非線形応答である電気複屈折応答の場合には、線形応答の場合と異なり応答関数が2変数で与えられるため、1次元スベクトロスコピーでは電気複屈折応答の有する豊富な情報が十分に引き出せない。
そこで本研究では、まず理論的に、2次の非線形応答である電気複屈折応答の非線形応答関数を、一般的な時間発展方程式から出発して導いた。さらに、周波数域測定におけるdc成分の特性、すなわち2次の応答におけるdc成分は1次の応答の情報を含むという性質を導き出した。これにより、電気複屈折応容のdc成分が、線形現応答である誘電緩和応答の実部に対応するという、従来から経験的に知られていた等価性が非線形現象論の立場から裏付けられた。一方、実験的には、この非線形応答関数が、2次元スペクトロスコピー(角周波数がω_1およびω_2である2つの正弦波電場の和信号を入力とし、ω_1とω_2の両方を変化させながら応答を観測する方法)により直接得られることを示した。以上の成果は、論文[K.Hosokawa et al,,J.Chem.Phys.110,4101(1999)]に発表されている。
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[Publications] Y.Kimura, T.Nagata and R.Hayakawa: "Nonlinear Electrooptical Spectroscopy of Ferroelectric Liquid Crystals" Ferroelectrics. 213. 81-90 (1998)
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[Publications] T.Shimomura, Y.Kimura, K.Ito and R.Hayakawa: "Relation between intra-chain conduction and main-chain conformation of conducing polymers in solutions as studied by electric birefringence spectro-scopy" Colloido and Surfaces A. 148. 155-162 (1999)
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[Publications] K.Ito and R.Hayakawa: "Quasi-elastic light scattering with the sinusoidal electric field" Colloido and Surfaces A. 148. 135-148 (1999)
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[Publications] Y.Nagamine, K.Ito and R.Hayakawa: "Low-and high-frequency relaxations in linear polyelectrocyte solutions with different counter-ion species" Colloido and Surfaces A. 148. 149-153 (1999)
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[Publications] K.Hosokawa, T.Shimomura, H.Frusawa, Y.Kimura, K.Ito and R.Hayakawa: "Two-dimensional spectroscopy of electric birefringence relaxation in frequency domain" J.Chem.Phys.110. 4101-4108 (1999)
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[Publications] H.Frusawa and R.Hayakawa: "Swelling mechanism unique to charged gels" Phys.Rev.E. 58. 6145-6154 (1998)
