液晶は液体の流動性と結晶の秩序性を兼ね備えた各方異性の軟質物質の一種であり、その光学的、电気的、機械的特性の顕著な異方性により、表示や光制御分野で広く応用されている。さらに、独特の長距離秩序性を有する液晶は、連続媒質の秩序性と対称性の破れを研究する理想的なモデルとなっている。しかし、液晶の長距離秩序性は絶対に安定しているわけではなく、自己組織化過程や外部からの擾乱により、欠陥がしばしば生じる。軟質物理学と位相場理論の発展に伴い、液晶欠陥の理解は「受動的に形成される欠陥構造」から「プログラム可能な機能単位」へと徐々にシフトしている。これを踏まえ、本稿では液晶欠陥の起源、分類、形成機構および境界条件制約に基づく制御可能な構築と応用展望について概説する。まず、欠陥の物理的定義から、転位やずれなどの欠陥タイプおよび位相的特徴を整理し、続いて液晶配向秩序と欠陥形成の内在的な関連を分析した。さらに、異なる種類の境界条件が液晶配向場に与える制約作用に基づき、固体界面の微細構造的制約、自由界面の自発的なアンカー効果、外場駆動下の流体系軟界面の境界制約応答という3つの視点から、液晶欠陥が空間的な位置と構成において制御可能に実現される方法を議論した。最後に、液晶位相欠陥が位相フォトニクス、可変レーザー、マイクロ流体制御、コロイド集合など先端分野での応用展望を述べた。

液晶; 位相欠陥; 制御; 配向; 界面