電子線超音波顕微鏡を用いた弾性表面波非破壊評価の研究

近年電子デバイスの飛躍的な発展に伴い、その素材となる電子材料の評価法に強い関心が向けられている。種々の評価法のうち、電子線を試料表面に断続的に照射し、熱弾性効果によって生ずる弾性波を検出して非破壊的に材料の評価を行う電子線超音波顕微鏡は他の顕微鏡では得られない情報を知ることができることから有用である。従来の電子線超音波顕微鏡では、超音波としてバルク波を利用し、その検出に圧電トランスジューサが用いられている。これに対し我々は電子線照射によってバルク波よりも弾性表面波が効率良く発生し得ることに着目し、評価の手段として表面波を利用するとともに表面波の検出手段として光ファイバセンサを用いた高性能電子線超音波顕微鏡を実現するために種々の研究を行っている。本研究の特長として、(1)表面波はバルク波よりも試料表面及び近傍の材質変化、欠陥に敏感であるから表面及び表面下の評価に適する。(2)光ファイバセンサは電磁場の影響を受けないのでこれまでの方式のように誘導障害の問題が解消され高感度でS/N比の良い検出が行える。(3)表面波の検出を非接融状態で行える、などがあげられる。本年度は 前年度に引きつづき、励振源としての電子線照射による弾性表面波発生の実験と理論解析を行うとともに、検出器としての光ファイバによる弾性表面波検出の実験を行い、高感度で弾性表面波を検出できることを確認した。更に、電子線超音波顕微鏡のシステムの試作を進めた。

近年電子デバイスの飛躍的な発展に伴い、その素材となる電子材料の評価法に強い関心が向けられている。種々の評価法のうち、電子線を試料表面に断続的に照射し、熱弾性効果によって生ずる弾性波を検出して非破壊的に材料の評価を行う電子線超音波顕微鏡は他の顕微鏡では得られない情報を知ることができることから有用である。従来の電子線超音波顕微鏡では、超音波としてバルク波を利用し、その検出に圧電トランスジューサが用いられている。これに対し我々は電子線照射によってバルク波よりも弾性表面波が効率良く発生し得ることに着目し、評価の手段として表面波を利用するとともに表面波の検出手段として光ファイバセンサを用いた高性能電子線超音波顕微鏡を実現するために種々の研究を行っている。本研究の特長として、(1)表面波はバルク波よりも試料表面及び近傍の材質変化、欠陥に敏感であるから表面及び表面下の評価に適する。(2)光ファイバセンサは電磁場の影響を受けないのでこれまでの方式のように誘導障害の問題が解消され高感度でS/N比の良い検出が行える。(3)表面波の検出を非接融状態で行える、などがあげられる。本年度は 前年度に引きつづき、励振源としての電子線照射による弾性表面波発生の実験と理論解析を行うとともに、検出器としての光ファイバによる弾性表面波検出の実験を行い、高感度で弾性表面波を検出できることを確認した。更に、電子線超音波顕微鏡のシステムの試作を進めた。