複数の-CONHCH鎖を有する強誘電体および反強誘電体ベンゼン誘導体の混合柱状集合体

Mixed Columnar Assembly of Ferroelectric and Anti-Ferroelectric Benzene Derivatives Bearing Multiple -CONHCH Chains.

• Jianyun Wu
• Takashi Takeda
• Norihisa Hoshino
• Tomoyuki Akutagawa

抄録

1,3,5位（）および1,2,4,5位（）に-CONHCH鎖を有する単純なベンゼン誘導体の円盤状六角柱状（Col）液晶相は、それぞれ強誘電性および反強誘電性を示す。それらの混合結晶[()()]の相転移挙動,分子集合体構造,誘電応答,強誘電特性を評価し、()鎖で観測される1次元(1D)N-H---O=水素結合相互作用の集団反転に対するナノスケーリング効果を明らかにした。少量の3BC(x≤0.03)へのドープは、強誘電体カラム内の反強誘電体分子が双極子反転のためのピンニングポテンシャルサイトとして機能する()1-x(4BC)x鎖の強誘電体分極-電場応答()を維持した。逆に、比較的多量のドーピング(x ≥0.1)により、水素結合した()列と(4BC)列の間にドメイン分離状態が形成され、強誘電体ヒステリシスが完全に消失することがわかった。1次元カラムでの強誘電性出現の相関長は、.NETのCol液晶相では〜30nmと推定された。

The discotic hexagonal columnar (Col) liquid crystalline phases of simple benzene derivatives bearing -CONHCH chains at the 1-, 3-, and 5-positions () and 1-, 2-, 4-, and 5-positions () display ferroelectricity and anti-ferroelectricity, respectively. The phase transition behavior, molecular assembly structures, dielectric response, and ferroelectric properties of their mixed crystals [()()] were evaluated to clarify the nanoscaling effect on the collective inversion of the one-dimensional (1D) N-H•••O= hydrogen bonding interaction observed in the () chain. A small quantity of doped into 3BC (x ≤0.03) maintained the ferroelectric polarization-electric field response () in the ()1-x(4BC)x chains, where the anti-ferroelectric molecules in the ferroelectric column act as a pinning potential site for dipole inversion. On the contrary, a relatively large amount of doping (x ≥0.1) forms a domain separation state between the hydrogen-bonded () and (4BC) columns, in which the ferroelectric hysteresis completely disappeared. The correlation length for the appearance of ferroelectricity in the 1D column was estimated to be ~30 nm in the Col liquid crystalline phase of .