Polarization Stabilization Mechanism in Viscoelastic Ferroelectrics

粘弹性铁电体中的偏振稳定机制

• 批准号: 21H01801
• 负责人: 荒岡 史人
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01801/
• 关键词: 液晶; 有機強誘電体; ソフトマター; 強誘電体; ソフトマテリアル; 有機機能材料; X線構造解析; 非線形分光

流動性を持ちながらも強誘電性を持つ強誘電ネマチック材料について、その起源を探りながら、その物性について調べてきた。典型的な強誘電性ネマチック液晶分子であるDIOと呼ばれる分子は、合成段階で構造異性体(通常のDIOがtrans体であるのに対し、異性体はcis体である)を不可避的に含む。異性体であるcis体DIOのみを抽出し調べると、通常のtrans体DIOのように液晶にはならないが、trans体とは異なり極性結晶を形成することがわかった。このことから、通常の強誘電性液晶に比べ極性安定可能が高いと考えドーパントとしてtrans体に添加したところ、強誘電性ネマチック相が高度に安定化され、室温強誘電状態を実現できることを示した。この成果では、放射光X線による時空間解析を行い、強誘電ネマチック相内の極性クラスターを捉えることに成功した。このほか、強誘電性の相転移について、実験結果と相互の議論をもとに目指すべき粗視化した分子(粒子)モデルと構造を定め、これをもとにシミュレーションを行うことで、強誘電性相転移の再現に初めて成功した。また同時に、反強誘電性-強誘電性相転移の存在も示され、これまでの実験結果で知られていた未知の液晶相が、これまでに報告のなかった反強誘電性のネマチック液晶であることが示唆された。このことは、奇しくも同時期にアメリカの研究グループにより報告された実験結果とも一致しており、理論による裏付けは非常に意義深いと言える。これらの成果は、国際学術論文誌に掲載されたほか、国際学会で報告された。

我们已经研究了流体但铁电的铁电列材料的物理特性。在合成阶段，一种典型的铁电液晶分子（称为diO）不可避免地包含结构异构体（通常是二二氧化异构体，而异构体是顺式形式）。当仅提取和检查异构体CIS形式DIO并检查时，发现它不会像正常变换DIO这样的液体晶体，而与Transform Dio不同，它会形成极性晶体。这表明，铁电列相比正常铁电液晶的高度稳定，当将反式体添加为掺杂剂时，铁电列相位高度稳定，并且可以实现室温铁电态。通过使用同步辐射X射线进行时空分析，并在铁电列中成功捕获了极性簇，从而实现了这一结果。此外，我们通过建立一个基于实验结果和相互讨论的粗糙分子（粒子）模型和结构，成功地重现了铁电相变，并通过基于此进行了模拟，我们已经成功地重现了铁电相变。同时，还显示了抗抗弗弗罗莱克亲染过的相变的存在，这表明先前实验结果中已知的未知液晶相是一种抗佛罗体外列液晶晶体，以前尚未报道过。这与美国研究小组同时报告的实验结果相吻合，可以说基于理论的支持是非常有意义的。这些结果发表在国际学术期刊上，并在国际学会上进行了报道。

项目成果

Chiral nonlinear optics of halide perovskite under light-matter strong coupling

光-物质强耦合下卤化物钙钛矿的手性非线性光学

• 发表时间: 2022
• 作者: Daichi Okada;Fumito Araoka
• 通讯作者: Fumito Araoka

A New Class of Chiral Nematic Phase with Helical Polar Order

• DOI: 10.1002/adma.202101305
• 发表时间: 2021-07-18
• 期刊: ADVANCED MATERIALS
• 影响因子: 29.4
• 作者: Nishikawa, Hiroya;Araoka, Fumito
• 通讯作者: Araoka, Fumito

Polar Cholesteric Liquid Crystal Phase - Its Appearance and Electro-Optic Propertie

极性胆甾型液晶相 - 外观和电光性质

• 发表时间: 2021
• 作者: Kohei Ohshiro;Koichro Asano;Pierre Didier;Nicolas Lobato-Dauzier;Anthony J. Genot;Tsukuru Minamiki;Teruo Fujii;Tsuyoshi Minami;Fumito Araoka
• 通讯作者: Fumito Araoka

Spatio-temporal analysis of flexoelectric polarization in liquid crystal cells using second-harmonic microscopy

使用二次谐波显微镜对液晶盒中的弯曲电极化进行时空分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Shirota Koichiro;Araoka Fumito;Yamagata Yutaka;Inoue Daisuke;Sugimoto Mitsuhiro
• 通讯作者: Sugimoto Mitsuhiro

Up-converted coherent light emission inside of polar nematic liquid crystalline media

极性向列液晶介质内的上转换相干光发射

• 发表时间: 2023
• 作者: Okada Daichi;Nishikawa Hiroya;Araoka Fumito
• 通讯作者: Araoka Fumito