偏光IR、可視分光によるV字型反転液晶分子の配向決定とその発現に関する研究

利用偏振红外和可见光谱研究V型倒置液晶分子的取向测定和表达

基本信息

批准号：
11750008
负责人：
高西陽一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の偏光赤外分光による結果で、V字型反転液晶の電場0Vの状態と電場を十分印加して強誘電相に電場誘起相転移させた状態での分子長軸の配向秩序がSmA相の場合と同様の高い秩序を示すことがわかった。そしてその解析の際、層構造の情報が必要、かつ重要であることがわかった。そこで当初の計画から少し進路変更して、放射光のX線ビームを使って三角波印加時の層構造の静的・時分割測定を行った。静的な測定では、V字型反転を示す液晶セルでは電場印加中に層はセル厚方向に「く」の字に折れ曲がったシェブロン構造を概ね保っており、反強誘電性液晶のような大きな層変形は起こっていないことがわかった。一方時分割測定を行い、詳細な解析を行った結果、交流電場が0Vを横切る付近でシェブロン構造を示す回折ビークの他に基板に垂直な方向に配向している層の成分があることが初めて検出できた。この結果から基本的にはシェブロン構造を保っているものの、印加電場に対し、協同的な分子の反転を行うため、折れ曲がり付近の層の不連続性をわずかな変形によって解消してるものと推測される。この結果を論文にまとめ、投稿、受理された。時分割の赤外分光測定に関しては装置の改良が遅れ、未だ測定に至っていないが、電場0Vから徐々に直流を印加したときの偏光赤外分光測定は行うことができた。その結果、反転途中でも大きな2色比の偏光特性が得られ、静的ではあるが反転途中でも配向は一様でこれまでの推測通り分子は協調的に反転していることが直接確認できた。2月現在定量的な解析を進めている。

去年的偏光红外光谱分析结果表明，在电场为0V的V型倒置液晶中，以及在施加足够的电场产生电场的状态下，分子长轴的取向顺序为：在SmA相中观察到向铁电相的诱导相变，发现观察到与情况相同的高阶。在分析过程中，我们发现有关层结构的信息是必要且重要的。因此，我们稍微改变了原来的计划，并在施加三角波时使用同步加速器X射线束对层结构进行静态和时间分辨测量。静态测量表明，在呈现V形反转的液晶盒中，当施加电场时，该层通常保持在盒厚度方向上弯曲成狗腿状的人字形结构，并且该层通常保持在单元厚度方向上弯曲成狗腿状的人字形结构。发现在单元厚度方向上没有发生层变形。另一方面，通过时分测量和详细分析，首次发现在交流电场与0V交叉点附近除了呈现人字形结构的衍射峰外，还存在一层检测到垂直于基板的元件。根据该结果，假设虽然基本保持了V形结构，但由于响应于施加的电场的协同分子反转，弯曲附近的层的不连续性通过轻微变形而得到解决。结果总结在一篇论文中，该论文已提交并接受。关于时分红外光谱，设备的改进已被推迟，尚未进行测量，但我们能够在从0V电场逐渐施加直流电时进行偏振红外光谱测量。结果，即使在反转过程中也获得了具有大二色性比的偏振特性，并且尽管是静态的，但即使在反转过程中取向也是均匀的，这直接证实了分子以先前假设的协作方式反转。截至二月份，定量分析正在进行中。