超音波の音響放射圧を用いたマイクロアクチュエーター

• Project/Area Number: 25K01635
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 田中 秀治 東北大学, 工学研究科, 教授 (00312611)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Vergara・Pulgar Andrea・Alejandra 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 助教 (70961192)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2026: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: MEMS / 圧電アクチュエーター / 超音波

Outline of Research at the Start

超音波が生み出す音響放射圧は音圧の自乗に比例し、pMUTのダイヤフラム振幅の自乗、周波数の4乗に比例する。このことは超音波の周波数を上げることによって、大きな音響放射圧を得られることを意味する。マイクロデバイスでは、振幅／変位は寸法でスケーリングされるため小さいが、周波数は高くできることから、音響放射圧を用いたアクチュエーターの有望性が示唆される。本研究では、このようなマイクロアクチュエーターについて、理論検討、シミュレーション、設計、試作、評価と一貫した研究を行う。また、設計パラメーターと性能との関係、設計上の制約、実現しうる性能などを明らかにし、応用可能性を示す。