超音波の音響放射圧を用いたマイクロアクチュエーター

• 研究課題/領域番号: 25K01635
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 田中 秀治 東北大学, 工学研究科, 教授 (00312611)
• 研究分担者: Vergara・Pulgar Andrea・Alejandra 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 助教 (70961192)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2026年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2025年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: MEMS / 圧電アクチュエーター / 超音波

研究開始時の研究の概要

超音波が生み出す音響放射圧は音圧の自乗に比例し、pMUTのダイヤフラム振幅の自乗、周波数の4乗に比例する。このことは超音波の周波数を上げることによって、大きな音響放射圧を得られることを意味する。マイクロデバイスでは、振幅／変位は寸法でスケーリングされるため小さいが、周波数は高くできることから、音響放射圧を用いたアクチュエーターの有望性が示唆される。本研究では、このようなマイクロアクチュエーターについて、理論検討、シミュレーション、設計、試作、評価と一貫した研究を行う。また、設計パラメーターと性能との関係、設計上の制約、実現しうる性能などを明らかにし、応用可能性を示す。