2020 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical framework supporting direct optical observations of ordered structures of soft matter
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17H02947
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
福田 順一 九州大学, 理学研究院, 教授 (90392654)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 液晶 / コレステリックブルー相 / Maxwell方程式 / フォトニックバンド / 反射特性 / 格子配向 / 双晶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，主に立方対称性を有する液晶であるコレステリックブルー相の光学特性，および関連する性質についての研究を行った．まず，ある格子配向をとるブルー相の有限の厚さを有するサンプルについて，入射単色光の反射特性の円偏光依存性，波長依存性，入射角依存性を，光の電磁波に関するMaxwell方程式の直接求解によって数値的に詳細に検討するとともに，バルクのブルー相のフォトニックバンド構造との比較を行った．さらに反射特性については大阪大のグループにおける実験との比較も行い，良い一致を得るとともに，一致の見られない一部の結果についてもその理由の定性的な説明を与えた．これらの成果について1件の論文発表を行った．
またブルー相の良好な光学特性を与えるためには格子配向の揃った単結晶を得ることが重要であるが，表面の液晶配向制御（アンカリング）によりそれが実現可能かを理論的に明らかにするために，表面に平行なある一方向へのアンカリングを課す表面（実際の実験でよく用いられる）と接触しているブルー相の自由エネルギーの格子方向依存性を，液晶配向の連続体理論に基づく数値計算によって評価した．これらの成果については，スロベニアの理論研究グループとの共同研究の成果として，1件の論文発表を行った．
そのほかには，ブルー相の単結晶が得られない場合に見られる双晶構造について，双晶面の具体的な構造を，やはり連続体理論に基づく数値計算によって調べた．これまでの散乱実験ではわからない2つの格子のつながり方についての新たな知見が得られ，2件の学会発表を行うとともに，現在論文投稿の準備を行なっている．研究期間内には間に合わなかったが，本研究で得られた双晶の構造が光学的手法でどう観察されるかについても，実験との直接的な比較を可能とする研究ができると考えている．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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