Letter
光学・フォトニクス：光によるキラルネマチック液晶のらせん軸の三次元制御
Nature 531, 7594 doi: 10.1038/nature17141
キラルネマチック液晶（別名コレステリック液晶；CLC）は、自己組織化したらせん超構造体であり、サーモグラフィー、反射型ディスプレイ、可変カラーフィルター、ミラーレスレーザー発振などに実際に応用されている。CLCらせん軸の動的三次元遠隔制御が望まれているが、こうした制御は非常に難しい。例えば、交流電場の印加、基板のアンカリング条件の変更、基板の表面トポグラフィーの変更によって、らせん軸の向きを基板に対して垂直から平行に変えることができる。それとは別に、直流電場によって、基板に平行ならせん軸の面内回転を誘導できる。今回我々は、CLCらせん軸の三次元操作と対掌性の反転が、光刺激だけで実現されることを報告する。また、これまで複雑な集積システムや光フェーズドアレイを用いて行われていた可逆的な光駆動二次元広域ビーム操作を、このらせん軸制御法を用いて実証する。今回の光による三次元操作において、らせん軸は順次、垂直から平行に可逆的に遷移した後、基板表面に沿って面内回転する。こうした可逆的操作は、セルの厚さ、表面アンカリング条件、ピッチ長などの実験パラメーターに依存する。熱緩和が起こらないため、光で駆動されたあらゆる中間状態から系を順方向にも逆方向にも動かすことができる。我々は、二層セルにおいて、二次元回折状態、一次元回折状態、回折「オフ」状態の間の可逆的な光制御についても報告する。
