圧電性結晶膜を用いた集束型高周波高出力超音波トランスデューサの開発と評価
【研究分野】医用システム
【研究キーワード】
超音波 / 高周波 / 非線形音響 / 圧電体 / 圧電結晶膜 / 圧電 / 大振幅 / 強力超音波 / KNbO3 / エピタキシャル成長 / 集束 / 高出力 / 圧電縦効果 / 高周波超音波 / トランスデューサ / 圧電膜 / PbTiO3 / 超音波トランスデューサ / 薄膜 / 厚膜 / 水熱合成法 / 治療 / 圧電結晶 / 非線形
【研究成果の概要】
本研究グループは強力超音波の連続的な放射を目的として、エピタキシャルKNbO3膜を用いたHF帯、VHF帯用凹面型超音波トランスデューサの開発を行った。試作した超音波トランスデューサを用いて、水中にて5MHz～20MHzで4MPaを超える送波音圧の測定および音響的な非線形現象の観測を行った。高周波数帯においてこのような非線形音響の観測は未だ例を見ないのもである。
【研究の社会的意義】
試作した圧電結晶膜超音波トランスデューサを用いて、水中にて5MHz～20MHzにて、マイクロストリーミング、マイクロバブル、ナノバブルの発生、キャビテーションの発生、衝撃波の観察とそれによる音響化学反応の観察を行った。10MHzを超える周波数帯では上記のような非線形音響の観察例の報告は非常に少ないのが現状であるが、本研究により高周波での非線形音響現象用超音波トランスデューサの提案がなされた。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 田原 麻梨江 | 東京工業大学 | 科学技術創成研究院 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31
【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)