電気インピーダンス法による液晶トポロジカル欠陥のパターン形成メカニズムの解明

利用电阻抗法阐明液晶拓扑缺陷图案形成机制

基本信息

批准号：
21K03480
负责人：
佐々木裕司
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03480/
关键词：
液晶自己組織化パターン形成

项目摘要

液晶材料における配向の自発的なパターン形成のメカニズムの理解を目指し、昨年度に引き続き電気インピーダンスの観点から研究を実施した。これまでの研究から、パターン形成を観察するために必要な試料セルの作成条件と、電気インピーダンス測定で得られるデータとの対応関係については十分な理解が得られてきた。それを踏まえ、今年度は数値シミュレーションで現象を再現することを目指し、計算に必要なパラメータと電気インピーダンス測定のデータとの対応関係について検討を行った。数値計算を行うには液晶および電極を覆う絶縁層の物性値が必要であり、これらのパラメータを見積もる際に、電気インピーダンス測定で得られる実際のデータが重要な役割を果たすことが分かった。数値計算で必要とされる物性値の中でも、絶縁層の誘電率に関する情報が特に重要であることを見出した。実験データを解析した結果、製造元から提供されている数値と、測定で得られる数値との間に顕著な違いが生じることが分かった。データシートに記載されている数値を得るために検討を行った結果、得られる数値の違いは製膜の方法によって引き起こされており、私たちの実験環境に依存した値を示すことが分かった。実際に、この事実を踏まえて数値計算を行ったところ、製品データシートの数値を使った場合には定量的な再現が困難である一方、電気インピーダンスから見積もられる実効的な数値を用いた場合、数値計算においても現象を十分に示すことができることが分かった。

继去年之后，我们从电阻抗的角度进行了研究，目的是了解液晶材料自发排列图案形成的机制。通过迄今为止的研究，我们已经充分了解了观察图案形成所需的样品池创建条件与电阻抗测量获得的数据之间的对应关系。基于此，今年我们旨在通过数值模拟重现这一现象，并研究了计算所需的参数与电阻抗测量数据之间的对应关系。数值计算需要液晶和覆盖电极的绝缘层的物理属性值，并且发现从电阻抗测量获得的实际数据在估计这些参数中起着重要作用。我们发现，在数值计算所需的物理特性值中，有关绝缘层介电常数的信息尤为重要。经过对实验数据的分析，我们发现厂家提供的数值与通过测量得到的数值存在显着差异。我们对数据表中列出的数值进行了调查，结果发现所获得的数值差异是由成膜方法引起的，并且该值取决于我们的实验环境。事实上，当我们基于这个事实进行数值计算时，我们发现，当使用产品数据表中的值时，定量再现是困难的，但是当使用从电阻抗估算的有效值时，我们发现：即使在数值计算中也可以充分证明这种现象。