水熱合成法による圧電性多結晶膜の成膜と超音波トランスデューサへの応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では水熱合成法により作成されたPZT多結晶膜の圧電縦効果による厚み振動モードの共振周波数を数十MHz帯に設定が可能になるよう水熱合成PZT多結晶膜の厚膜化について検討した。さらに、水熱合成PZT多結晶膜の圧電縦効果による厚み振動モードを利用すると水中において超音波の送信、受信実験を行い広帯域特性を有することと感度も良好で有ることを明らかにした。本研究での成果により、広帯域特性を有し且つ高出力動作が可能なMHz帯超音波トランスデューサの作製が可能になった。今後、高分解能な医療用超音波プローブの開発や液中における音響化学反応用の超音波トランスデューサの開発に大いに役立つものと期待できる。実際に医療機器メーカーと共同研究を開始した。広帯域動作、高周波数での診断により、高分解能な超音波診断を目指し、臓器の分析などの精度を向上させることを目的としている。これにより、早期において癌の発見や、ある病状においての術前、術後の臓器の状態の変化を超音波画像により高精度な分析を行うことが可能となる。また、超音波治療を行うための装置へ、本研究テーマにおいて開発されたデバイスが搭載されるよう開発を進めたいと考えている。これにより、微少空間においての超音波治療が可能となり、ピンポイントでの治療を行うことが実現されると期待できる。また、水熱合成PZT多結晶膜の特性を活かして従来までに報告のない周波数において音響化学反応を実現したが、本研究において確認された音響化学反応については、現在までに報告のない高い周波数においての実験結果である。この現象について更に実験を進め、論文としてまとめる予定である。高い周波数での音響化学反応については未知である部分が多いため、そのような化学反応を調査するための新しい超音波デバイスとして提案していきたいと考えている。