青相液晶は自己組織化された三次元ソフトフォトニック結晶であり、センサー表示、情報暗号化、光学機器などの分野で広範な応用が期待されています。しかし、青相の相転移に関する研究は十分ではありません。本研究では、温度範囲2.5℃に及ぶ単一ドメイン青相Ⅱ（BPⅡ）から青相Ⅰ（BPⅠ）への相転移過程を光学的および構造的に特性評価し、結晶核生成成長理論を用いて各段階の相転移挙動のメカニズムを解明しました。BPⅡとBPⅠの共存段階（BPⅡ-BPⅠ）の反射スペクトルの二峰性およびコッセル回折パターンの円環と四つの弧の重なりは、この段階がBPⅡおよびBPⅠ相の層状積層であることを示しています。偏光顕微鏡および低圧走査電子顕微鏡を用いてBPⅡ、BPⅡ-BPⅠ、BPⅠの三段階の層状成長構造を観察し、BPⅠはBPⅡのエッジ転位から核生成し外延成長すること、相転移過程が液晶セル上部から順に下方へ層状に進行することを見出しました。BPⅠ段階ではエッジ転位およびらせん転位が移動して融合し、組織が同心円状に変化します。本研究は青相の相転移理論の完成および大面積単一ドメイン青相の作製に重要な意義を持ちます。

青相;相転移;層状構造;結晶核生成成長;転位