次世代材料のための超音波顕微鏡の超高精度化に関する基礎的研究

下一代材料超高精度超声显微技术基础研究

• 批准号: 14350213
• 负责人: 西野 秀郎
• 金额: $ 9.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14350213/
• 关键词: 超音波マイクロスペクトロスコピー; LFB超音波顕微鏡; V(z)曲線解析法; 漏洩弾性表面波; 音場シミュレーション; 非線形音響; ガイド波

超音波顕微鏡で用いている集束超音波デバイスの詳細な音場検討のために、前年度に作製した線形および非線形のシミュレーションプルグラムを用いて、超音波顕微鏡レベルの高周波域の計算を行った。超音波顕微鏡では、多メディアでの伝搬をシミュレートする必要があるが、数100MHz以上の計算では、従来の指数積分関数を用いた方法に限界があることを定量的に示すことが出来た。そこで、指数関数積分の被積分関数を2次の微小項まで考慮する計算方法を考案した。以上の補正方法は、数10MHz付近までの計算では不要であることを示した。同様に、線形域での音場計算から、周波数による音場の変化と、得られるV(z)曲線との相関関係を示すことが出来た。前年度の予定で示したように、本年度は、物理的境界のある材料での、超音波顕微鏡の超高精度計測を目指した波動伝搬問題の基礎研究を行った。本研究代表者は、ラム波から円管を伝搬する超音波の新しい定義を行い、論文とした実績を有しているが、それを土台として、円管を伝搬する超音波のモード別の検出方法などを、理論実験の両面から提唱した。これは、非破壊検査協会誌の論文として掲載予定である。本研究に付随して、ラム波から円管を伝搬する超音波に関する、解説記事の執筆も行った。超音波顕微鏡で用いる、集束超音波デバイス作製のために、前年度までのECRスパッター法に加え、RFスパッター法による作製の環境を整え、デバイス間格差の検討を行える環境の整備を行った。

对于超声显微镜中使用的聚焦超声设备的详细声场研究，使用上一年制造的线性和非线性仿真拉克计算了超声显微镜水平的高频范围。超声显微镜需要在多种介质上模拟传播，但是可以定量证明使用指数积分函数的常规方法具有数百MHz的计算局限性。因此，我们设计了一种计算方法，该方法考虑了指数积分的积分，直至二次微型项。已经表明，上述校正方法对于多达几十MHz的计算不是必需的。同样，线性区域中的声场计算使我们能够显示由于频率引起的声场变化与结果V（z）曲线之间的相关性。如上一年的时间表中所示，今年我们对使用具有物理边界的材料对超高精度测量的波浪传播问题进行了基础研究。主要研究者的记录是定义超声波通过羔羊波的圆形管传播并将其制成论文的记录，因此，基于此，他提出了检测两个理论实验中通过圆形管传播的超声波的方法。这计划在《非破坏性测试协会》杂志上发表。除这项研究外，我还写了一篇解释性文章，内容涉及超声从羔羊波到圆形管传播。为了制造超声显微镜中使用的聚焦超声设备，除了上一年的ECR溅射方法外，我们还为使用RF溅射方法准备了制造环境，并且可以使用可以检查设备的环境来检查设备之间的差异。

项目成果

林高弘, 池田隆, 西野秀郎: "ガイド波非軸対象モードの抽出"非破壊検査. Vol153,4(掲載予定). (2004)

Takahiro Hayashi、Takashi Ikeda、Hideo Nishino：“导波非轴对称模式的提取”，第 153 卷，4（待出版）。