| 研究課題/領域番号 |
18K13766
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 同志社大学 (2019)
名古屋工業大学 (2018) |
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研究代表者 |
高柳 真司 同志社大学, 生命医科学部, 助教 (00735326)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 圧電デバイス / 酸化亜鉛薄膜 / 曲面成膜 / 弾性波 / 表面波 / 横波型 / 横波型弾性波 / 圧電薄膜 / 周回波 / 粘度センサ |
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| 研究成果の概要 |
弾性波が伝搬している固体に液体を接触させると、その液体の粘性などの特性を受けて弾性波の音速や振幅が変化する。この変化を計測することで、弾性波の送受波間に負荷した液体の特性を計測できる。本研究では、液体への漏洩が少ない横波型弾性波をパイプ側面で周回させるセンサを作製した。まず、石英基板上に横波を励振可能なZnO薄膜を作製したセンサ構造について、弾性波伝搬シミュレーションを行った。その結果から、直径20mmのパイプセンサを作製した。弾性波伝搬特性や液体負荷特性を測定したところ、液体の粘性による振幅変化を確認できた。さらに、センサを小型化するため、直径6mmのパイプセンサ作製についても検討した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
弾性波センサの感度は液体が接触した領域の長さで決まる。そのため、従来の平面上で直線的に弾性波を送受波するセンサに対し、パイプセンサではパイプ側面を弾性波が周回することで、小型でもセンサ領域の長い高感度なセンサを実現できる。さらに、パイプ内側にも伝搬する弾性波を用いると、パイプ内部の液体粘度を測定することができる。したがって、6mmパイプなど実験配管で広く利用される規格サイズのセンサを作製できれば、市販の石英パイプ用配管部品を使って液体流路にそのまま組み込める。また、石英ガラスパイプは耐久性、耐薬品性にも優れている。以上より、本研究のパイプセンサは新たな液体用センサとして期待できる。
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