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時間分解能を上げるために試料に与える超音波励起振動周波数を上げる研究を行なった。通常の原子間力顕微鏡(AFM)を用い、そこに設置した試料に対して高周波の超音波振動(振動数f_1〜170MHz、振幅<1nm)を印加した。超音波トランスデューサとして、厚さ50μmおよび20μmのLiNbO_3単結晶を用いた。トランスデューサの共振周波数はそれぞれ60MHz_1 150MHz付近にあることをネットワークアナライザで確認した。試料に超音波が励起されていることを調べるために超音波非線形力顕微鏡法を用いた。その結果、Si基板上のGe量子ドットを試料として、170MHzまでの周波数で超音波の励起・検出ができることを明らかにした。
また、光ヘテロダイン法において、レーザによって励起される熱膨張信号をAFMカンチレバーで検出できることを定量的に理解するために、試料として、Si基板上にCrを100nm蒸着した薄膜および、Si/Crの間に厚さ150nmのSiO_2層が埋め込まれている1次元ナノ構造を作成し、この系について理論と実験を比較した。得られた像についてSiO_2が埋め込まれている領域とSiO_2が存在しない領域を比較すると、振幅には顕著な変化がみられなかったが、位相については40°という大きなコントラストを得た。一方、このコントラストを定量的に理解するために熱波の1次元伝播モデルに各層の材質を考慮して、断続光によって周期的に加熱された場合における温度分布を計算し、この温度分布から熱膨張の大きさを見積もった。その結果、振幅のコントラストについては実験と計算がよい一致を示したが、位相については計算よりも実験の方が大きい数値になった。
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