自己組織化螺旋周期液晶のナノ構造変調による光機能性デバイス応用に関する研究

自组装螺旋周期液晶纳米结构调制光功能器件应用研究

基本信息

批准号：
07J00742
负责人：
吉田浩之
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

液晶材料は結晶の異方性、液体の流動性を兼ね備え、相により様々な構造を自発的に形成する自己組織化材料である。液晶相が自発的に形成する構造を利用することで光リフレクターやレーザー素子など多くの応用が可能となるが、構造に人為的な変調を加えることで多波長化やフィルタ機能などの新機能が付与されることが期待される。本研究では、自己組織化という特徴を活かしながらも、新機能を付与するために、局所光重合や人為微細構造によって液晶材料が自発的に形成する構造に摂動を加え、光デバイス応用を目指した研究を行った。螺旋構造を形成するコレステリック液晶を用いて多波長光リフレクターおよびポータブル波長可変色素レーザーを提案した。多波長光リフレクターは、液晶材料中に局所的な枠構造を光重合により形成することで局所的な分子拡散が起こり、枠の形状や大きさを変化させることで螺旋ピッチ変化率が制御可能な為、実現できる。一方の波長可変レーザーはコレステリッ液晶に空間的に勾配をもつ電界を印加することで実現した。本提案の成果は通常素子基板に対して垂直方向に存在する螺旋軸を基板平行方向に配向し、連続的に波長可変なレーザー発振を実現したことである。また3次元周期構造を形成するコレステリックブルー相においても光重合により構造が崩壊する現象を見出した。2光子励起光描画により形成した構造上における液晶の配向制御について、前年度より継続して研究を行った。本年度の特に大きな成果は、ネマティック液晶の構造誘起配向規制力についてシステマチックな解析を行ったこと、および通常基板界面に対して垂直に配向するカラムナー液晶のプラナー配向(カラム軸の基板面内方向への配向)を実現したことである。

液晶材料是结合晶体各向异性和液体流动性的自组装材料，并且是自组装的材料，它们根据相位自发形成各种结构。使用自发形成液晶相的结构，可以使许多应用（例如光反射器和激光元件）成为可能，但是可以预期人工调制将提供新功能，例如多波长和滤波功能。在这项研究中，尽管利用自组装的特征，为了提供新的功能，我们仍会通过局部光聚合和人工微结构自发形成液晶材料的结构，旨在应用光学设备。使用形成螺旋结构的胆汁固醇液晶提出了多波长的光反射器和便携式可调染料激光器。可以实现多波长的光反射器，因为当局部框架结构通过光聚聚合在液晶材料中形成局部框架结构时，就会发生局部分子扩散，并且可以通过改变框架的形状和大小来控制螺旋倾斜的变化速率。另一方面，通过将带有空间梯度的电场应用于胆固醇液体晶体来实现可调激光器。该建议的结果是，通常垂直于设备底物的螺旋轴以平行于底物的方向定向，并且实现了连续可变波长的激光振荡。此外，我们发现胆固性蓝相的结构形成了三维周期性结构，由于光聚合而被破坏。自上一年以来，我们一直在研究由两光子激发灯图形成的结构的对齐控制。今年特别重要的结果是对结构诱导的列液晶的结构比对调节力的系统分析，以及通常面向垂直于底物界面的圆柱液体晶体的平面比对（基板平面中柱轴对齐）的实现。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

光重合性コレステリックブルー相液晶のレーザー発振

光聚合胆甾型蓝相液晶的激光振荡

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
磯村拓哉;他
通讯作者：
他

Anchoring strength characteristics of micro-grating structures fabricated by direct laser writing

激光直写微光栅结构的锚固强度特性

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Molecular Crystals and Liquid Crystals 516
影响因子：
0
作者：
山口敦;Yusuke Miura
通讯作者：
Yusuke Miura

二光子励起蛍光顕微鏡による三次元液晶配向観察

使用双光子激发荧光显微镜进行三维液晶排列观察

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木智史;他
通讯作者：
他

ねじれネマティック欠陥層をもつ1次元フォトニック結晶の偏光解析

具有扭曲向列缺陷层的一维光子晶体的偏振分析

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
田頭健司;他
通讯作者：
他

Fabrication of Micro-Grating Structures by Direct Laser Writing Based on Two Photon Process and Their Liquid Crystal Alignment Abilities

基于双光子过程的激光直写微光栅结构及其液晶取向能力

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
IEICE Transactions on Electronics 91-C
影响因子：
0
作者：
Chee Heng Lee;et al.
通讯作者：
et al.

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通过粒子束诱导低分子量化合物的固态聚合形成有机纳米线及其取向控制

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
櫻井庸明;張婉瑩;渡辺豪;吉田浩之;鈴木　聡;尾崎雅則;関　修平;松本剛;櫻井庸明，坂口周悟，香山一登，神谷昂志，堀尾明史，竹下友輝，出崎　亮，越川　博，杉本雅樹，八巻徹也，関　修平
通讯作者：
櫻井庸明，坂口周悟，香山一登，神谷昂志，堀尾明史，竹下友輝，出崎　亮，越川　博，杉本雅樹，八巻徹也，関　修平