圧電性窒化アルミニウム薄膜の超音波計測への応用

压电氮化铝薄膜在超声测量中的应用

• 批准号: 19760282
• 负责人: 椿井 正義
• 金额: $ 1.71万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19760282/
• 关键词: 窒化アルミニウム; 超音波

1.目的広帯域の超音波を受信できれば,超音波画像計測におけるスペックルパターンの低減や,分解能向上に役立つ。窒化アルミニウム(AIN)薄膜を圧電振動子として使用した超音波計測システムを構築し,その受信特性を調べた。2.方法受信用の圧電振動子として,厚さ約1μmのAIN薄膜をポリイミド基板上に形成し,これを2枚重ねで使用した。受信面は24mm×15mmの長方形である。送信用の圧電振動子にはPZTを使用した。生体軟部組織に対する利用を想定して,中心周波数3.6,4.7,10MHzの3種類の振動子を用いた。音響放射面は直径13mmの平坦な円である。厚さ20mmの低減衰性の油性ゲル(ATS Labolatories,Acoustic Standoff AC-2)を挟んで,送信用振動子と受信用振動子を設置した。送信用振動子をパルサレシーバ(PANAMETRICS 5073PR)で駆動した。受信用振動子の出力はパルサレシーバの内蔵アンプで増幅した後,サンプリング周波数100MHz,分解能14bitでディジタル化してコンピュータに記録した。3.結果AIN薄膜の受信レベルはPZT振動子よりも約70dB小さかった。そこで500サンプルの受信信号を同期加算して雑音を低減した後,周波数解析した。送信周波数3.6,4.7,10MHzに対して,受信側の中心周波数は3.6,4.6,8.4MHzであった。6dB比帯域幅は66,71,89%であり,送信用と同型のPZT振動子で受信した場合の1.3,1.4,1.7倍に相当する。調査した周波数帯3.6-10MHzにおいて,受信帯域幅の拡大が確認された。

1. The purpose of the ultrasonic spectrum is to receive information, and the ultrasonic image measurement is to reduce the number of samples, and the decomposition energy is to increase the service. A thin film of AlN is used to measure the structure of the piezoelectric vibrator and to adjust its reception characteristics. 2. Method: The AlN thin film with thickness of about 1μm was formed on the substrate by the voltage oscillator, and two layers were used. The letter receiving surface is 24mm×15mm rectangular. PZTs are used to transmit electrical energy. Three types of oscillators with center frequencies of 3.6, 4.7 and 10 MHz are used in the soft tissue of the organism. The acoustic radiation surface is 13mm in diameter and flat. 20mm thick and low attenuation oil gel (ATS Laboratories,Acoustic Standoff AC-2) The vibrator used for transmission (PANAMETRICS 5073PR) is activated. After the output of the oscillator is increased, the frequency of the oscillator is increased to 100MHz, and the decomposition energy is increased to 14 bits. 3. The results show that the response of AIN thin films to PZT vibration is about 70dB. The frequency of the received signal is analyzed after the simultaneous addition of the received signal and the reduction of the received signal The transmission cycles are 3.6, 4.7 and 10 MHz, while the reception cycles are 3.6, 4.6 and 8.4 MHz. The 6dB ratio bandwidth is 66, 71, and 89%, which is equivalent to 1.3, 1.4, and 1.7 times the transmission bandwidth when a PZT vibrator of the same type is used. During the investigation, the frequency band was 3.6-10MHz, and the amplitude of the received band was confirmed to be large.