| 研究課題/領域番号 |
14205014
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
松田 理 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30239024)
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| 研究分担者 |
友田 基信 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30344485)
田村 信一朗 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80109488)
B. Wright Oliver (WRIGHT O. B.) 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90281790)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
55,250千円 (直接経費: 42,500千円、間接経費: 12,750千円)
2003年度: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2002年度: 30,680千円 (直接経費: 23,600千円、間接経費: 7,080千円)
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| キーワード | 表面音響波 / ピコ秒レーザー音響法 / リアルタイムイメージング / ポンププローブ測定法 / 分散関係 / 異方性 / 干渉計 / 非破壊検査 |
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| 研究概要 |
異方性物質における表面フォノンフォーカシング現象のイメージは、音響エネルギー伝達速度の方向依存性を反映した複雑な形状を示し、興味深い。また産業的な観点からは、同イメージング技術は、GHz帯表面音響波デバイス開発において中心的な役割を果たすと期待される。異方性物質におけるMHz-GHz領域の表面フォノンフォーカシング現象の動画的観測を行うことにより、表面音響波の分散関係、複雑なナノスケール構造をもつ試料(表面音響波デバイス)における音響波伝播についての多くの知見が直接的に得られる。
本研究では、表面音響波伝搬の実時間2次元イメージング技術の開発を行った。この技術は超高速光ポンププローブ法と共通光路型干渉計を組み合わせて、透明および不透明試料における表面音響波伝播を動画として観測するものである。ダイアモンド基板上に金薄膜を烝着した試料では最高2GHz程度の周波数成分を持つ表面音響波を観測した。また、等方性・異方性の透明・不透明試料における表面音響波伝搬の実時間イメージ測定結果から複数の表面音響波モードの分散関係を直接的に取得する解析方法を構築した。
新しい不透明基板イメージング方法としては、可動鏡を使うイメージ測定方法を開発した。また、干渉計を用いた測定方法に加えて、反射率変化による測定方法を開発した。これに関連して不均一な光学定数分布を持つ試料に垂直または非垂直に入射する光の散乱理論の構築を進めた。
応用研究としてはCu多結晶試料表面を伝搬する表面音響波の実時間イメージ測定を行った。結晶粒界通過時の表面波の屈折現象を観測し、FDTD法によるモデル計算と比較した。これにより表面波イメージングによる物質の内部構造評価の可能性が示された。
以上、ピコ秒時間分解能・ミクロン空間分解能を持つ汎用的な表面音響波伝播観測技術の開発を行い、MHz-GHz表面音響波伝播の物理を明らかにした。
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