2013 Fiscal Year Research-status Report
マイクロ音響レンズを用いたレーザーピコ秒超音波顕微鏡技術の開発
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25390114
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
友田 基信 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30344485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
O・B Wright 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90281790)
松田 理 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30239024)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 音 / 顕微鏡 / イメージング / ポンプ・プローブ分光 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、高周波数・高分解能をもつ超音波顕微鏡技術を開発し、ナノ構造試料などの表面形状や３次元内部構造を非破壊的にイメージングすることである。この技術は、レーザーピコ秒超音波法を基にしている。従来の超音波顕微鏡において高周波数化・高分解能化する際にネックになっていた高周波数の超音波の励起・検出・減衰の問題を、光パルスによる超音波パルスの局所的な励起・検出によって克服し、ナノスケール分解能での超音波顕微鏡技術を得ることを目的とする。
以下の研究を行った。
１．測定システムの構築、測定プログラムの作製：レーザーピコ秒超音波法の典型的なセットアップを基にした、フェムト秒パルスレーザーと遅延光路用ステージ、３軸ピエゾステージなどを使った測定システムを構築した。このシステムには、レーザースポットと試料上の測定箇所の位置を合わせることができるように、CCDカメラを使った光学顕微鏡システムも組み込んでいる。測定プログラムは、時間遅延走査、３次元空間走査など多彩な測定ができるようなものを作成した。
２．評価用試料の作製：本研究で開発する顕微鏡の性能を評価できる最適なナノ構造試料を電子線リソグラフィー技術や集束イオンビーム技術を使って作成した。
３．デモンストレーション実験：現在はデモンストレーション実験に取り組んでいる段階であるが、まだ本超音波顕微鏡システムによる具体的な超音波顕微鏡像は得られていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は集束マイクロ音響レンズを使う計画であったが、マイクロ音響レンズを使っても思うように超音波の減衰の影響が避けられないことが、シミュレーションによる音響波伝搬解析により判明した。そのため、現在では計画を一部変更し、検出光の光スポットをできるだけ小さくして高空間分解能を達成する方針に切り替えて研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
一般的な固体試料に対して、世界最高周波数で最高の分解能となる超音波顕微鏡技術の開発を続けていく。
本研究は、研究分担者のライト教授、松田准教授とともに、研究代表者の友田が修士２年の学生であるシンヤンと共に進めている。シンヤンは本年度の９月で修士課程を修了する予定であり、その後は友田が中心となり研究を進める。研究の進展状況によっては、海外の共同研究者であるFranceのMaine大学のVitalyi Gusev教授に理論的なサポートを受けることも考えられる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
少額のため、無理に使い切らなかった。
次年度に繰り越して使う。
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