| 研究課題/領域番号 |
17H02807
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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, 工学研究院, 准教授 (30239024)
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| 研究分担者 |
友田 基信 北海道大学, 工学研究院, 助教 (30344485)
O・B Wright 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90281790)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
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| キーワード | 表面弾性波 / 時間分解イメージング / 任意周波数 / フォノニック結晶 / フォノニックメタマテリアル / カイラリティ / ラム波 / ゼロ群速度モード / 表面音響波 / ゼロ分散モード / 空間位相変調器 / ウィスパリングギャラリーモード / 周波数制御 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、表面弾性波を活用する材料・デバイスの研究・開発において強力なツールである表面弾性波の時間分解二次元イメージング法において、従来の方法で弱点とされた周波数分解能の不足を解決し、任意周波数の音響波の伝播を時間分解イメージングする方法を確立した。また、この手法を用いてフォノニックメタマテリアルの音響バンドギャップや板構造におけるゼロ群速度モードなどの音響特性を明らかにした。さらに、カイラリティを有する音響場の制御方法を確立した。関連研究として、特定の周波数領域で全ての音響モードを禁止する完全バンドギャップを示すメタマテリアル構造を設計・製作しその特性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、GHzまでの周波数領域における表面弾性波の時間分解イメージング測定において、任意の周波数の弾性波を生成・検出が可能になった。これにより、フォノニック結晶・メタマテリアル等様々な媒質や音響機能性デバイスの周波数特性を、従来よりはるかに高い精度で測定できる。本研究の意義は、将来の表面弾性波を用いた機能性素子の開発の基礎となる技術を確立する点にある。また、ここで用いる周波数制御の技術は、周期的励起および独立励起を用いる様々な時間分解測定、例えばマグノンのダイナミクス測定等に幅広く応用できる。社会的には、高速小型の各種機能性デバイスの開発に貢献する。
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