次世代材料のための超音波顕微鏡の超高精度化に関する基礎的研究

• Project/Area Number: 14350213
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 西野 秀郎 東北大, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50316890)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒川 元孝 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00333865) ; 櫛引 淳一 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50108578)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥14,200,000 (Direct Cost: ¥14,200,000); Fiscal Year 2004: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2002: ¥10,200,000 (Direct Cost: ¥10,200,000)
• Keywords: 超音波マイクロスペクトロスコピー / LFB超音波顕微鏡 / V(z)曲線解析法 / 漏洩弾性表面波 / 音場シミュレーション / 非線形音響 / ガイド波

Research Abstract

超音波顕微鏡で用いている集束超音波デバイスの詳細な音場検討のために、前年度に作製した線形および非線形のシミュレーションプルグラムを用いて、超音波顕微鏡レベルの高周波域の計算を行った。超音波顕微鏡では、多メディアでの伝搬をシミュレートする必要があるが、数100MHz以上の計算では、従来の指数積分関数を用いた方法に限界があることを定量的に示すことが出来た。そこで、指数関数積分の被積分関数を2次の微小項まで考慮する計算方法を考案した。以上の補正方法は、数10MHz付近までの計算では不要であることを示した。
同様に、線形域での音場計算から、周波数による音場の変化と、得られるV(z)曲線との相関関係を示すことが出来た。
前年度の予定で示したように、本年度は、物理的境界のある材料での、超音波顕微鏡の超高精度計測を目指した波動伝搬問題の基礎研究を行った。本研究代表者は、ラム波から円管を伝搬する超音波の新しい定義を行い、論文とした実績を有しているが、それを土台として、円管を伝搬する超音波のモード別の検出方法などを、理論実験の両面から提唱した。これは、非破壊検査協会誌の論文として掲載予定である。本研究に付随して、ラム波から円管を伝搬する超音波に関する、解説記事の執筆も行った。
超音波顕微鏡で用いる、集束超音波デバイス作製のために、前年度までのECRスパッター法に加え、RFスパッター法による作製の環境を整え、デバイス間格差の検討を行える環境の整備を行った。

Research Products

• [Publications] 林高弘, 池田隆, 西野秀郎: "ガイド波非軸対象モードの抽出"非破壊検査. Vol153,4(掲載予定). (2004)