微小結晶評価用マイクロLFB超音波プローブの開発

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通常のLFB超音波プローブのトランスデューサ装着面を超音波ビームの非集束方向に緩やかに湾曲させることで、超音波ビーム照射領域を小さくした200MHz帯マイクロLFB超音波プローブを作製した。点集束ビーム超音波プローブを受波プローブとして非集束方向の音場分布を計測したところ、0.26mmの幅となり通常のLFB超音波プローブに比べて1/3以下となった。Y-cutおよびZ-cutのLiTaO_3や(110)面および(111)面のGeを用いて異方性検出能力を実験的に検討した結果、超音波ビームの集束方向にのみ漏洩弾性表面波(LSAW)が励振され、通常のLFB超音波プローブと同様に試料の異方性(LSAW速度の伝搬方向依存性)の検出ができた。また、LSAW速度の測定再現性も、通常のLFB超音波プローブと同程度で得られた。このため、基本的には従来の標準試料を用いたシステムの校正方法を適用できる。超音波ビームの非集束方向の測定領域幅が狭くなったことにより、試料面の傾きに対する感度が鈍感になったため、超音波ビームの焦点位置計測を利用した試料のアライメント方法を検討した。最後に、測定領域の空間分解能について、Z-cut ZnO単結晶試料に対するLSAW速度の2次元分布計測を通して検討した。通常のLFB超音波プローブでは測定領域内の特性の分布が平均化されて検出できなかった速度分布をマイクロLFB超音波プローブでは検出することに成功した。これにより、開発初期の微小結晶の評価だけでなく、結晶内の微小領域で特性が変化している試料に対する評価が可能なマイクロLFB超音波プローブの開発に成功した。