日工の技術雑誌

超音波テクノ 2020年9-10月号
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U2009-10

超音波テクノ 2020年9-10月号

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■特集:圧電材料の研究と応用
○二層構造厚み滑り振動子の動作メカニズム
/東北大学/大橋 雄二・大和田 悠介・横田 有為・吉川 彰/(株)XMAT/面 政也
耐環境温度変化に優れた振動子設計を目指して二層構造厚み滑り振動子を提案した。二層構造振動子ではモードの次数によって共振周波数の温度特性が変動する単層基板振動子では観測されない特異な現象が発生するためその動作メカニズムを検討した。

○異種材料接合による弾性表面波素子の高性能化
/山梨大学/垣尾 省司
異種材料接合技術を用いて1波長以下の厚みをもつ圧電薄板と水晶支持基板を接合すると、リーキー弾性表面波や縦型リーキー漏洩弾性表面波に対して、粒子変位の集中度が高く、漏洩成分が極めて少ない基板構造が得られ、広帯域、高Q、高安定な共振特性を示すことを理論的、実験的に明らかにした。

○固相結晶成長法による(K0.Na0.)NbO3単結晶の作製と圧電特性評価
/山梨大学/藤井 一郎・上野 慎太郎・和田 智志
固相結晶成長法では溶かさずに結晶育成を行うので、分解溶融する化合物についても均一な組成の単結晶を作製できる。我々は本方法を用いて(K0.5Na0.5)NbO3単結晶を作製し、圧電特性を評価したので、これらの結果を紹介する。

○低圧スパッタ法により増大する負イオン照射がScAlN薄膜の結晶性と圧電性に及ぼす影響
/同志社大学/冨永 卓海・髙柳 真司/早稲田大学/柳谷 隆彦
弾性波デバイスへの応用が期待されるScAlN薄膜であるが、スパッタ法による高品質な薄膜作製に未だ課題がある。本稿では、ScAlN薄膜の品質劣化の原因として考えられている負イオン照射について論じるとともに、低圧環境下では負イオン照射が増大し、ScAlN薄膜の結晶性や圧電性の劣化に繋がることを紹介する。

○濃縮器を備えたボールSAWガスクロマトグラフによるppbvレベルの香気成分の分析
/ボールウェーブ(株)/岩谷 隆光・赤尾 慎吾・岡野 達広・竹田 宣生・辻 俊宏・大泉 透・福士 秀幸・菅原 真希・塚原 祐輔・山中 一司
本稿では、多種類ガスのオンサイト分析を目的に開発している可搬型ボールSAWガスクロマトグラフに濃縮器を加えることで、食品に含まれるppbvレベルの香気成分分析を実証した研究結果について紹介する。

○(K, Na)NbO3系無鉛圧電材料の超音波センサへの適用
/日本特殊陶業(株)/辻井 明日香・笠島 崇・山崎 正人・沖村 康之
当社開発材である(K,Na)NbO3系無鉛圧電材料を用いた超音波センサを作製し、有鉛圧電材料を用いたセンサと特性を比較した。送受信特性において無鉛材は十分な性能を発揮し、特に送信時の最大音圧はソフト系有鉛材を使用したセンサと同等であった。

○エピタキシャル強誘電体薄膜の歪みとドメイン構造がその電気光学特性に及ぼす影響
/名古屋大学/近藤 真矢・山田 智明・吉野 正人・長崎 正雅
本稿では、シングルドメイン(Ba,Sr)TiO3薄膜を例に強誘電体薄膜の歪みが電気光学(EO)特性に及ぼす影響の理論予測とその実験的検証の内容を紹介する。また、EO効果の測定手法やドメイン構造がEO特性に及ぼす影響についても紹介する。

○HfO2およびZrO2基強誘電体膜の厚膜化と室温合成
/東京工業大学/三村 和仙・志村 礼司郎・舟窪 浩/(国研)物質・材料研究機構/清水 荘雄
HfO2やZrO2基材料は強誘電性が発見され、圧電体応用が期待できる。しかし強誘電相の100nmを超える厚膜化は困難で、圧電応用は難しいと考えられていた。本稿では、Y置換したHfO2について強誘電相の厚膜化に成功するとともに、室温での作成が可能であることを見出したので紹介する。

■特集:非線形超音波技術の最新動向 2
○気泡を含む水中における圧力波の弱非線形理論とバルクの粘性と熱伝導性に関する考察
/筑波大学/亀井 陸史・金川 哲也
多数の気泡を含む水中において非線形性の弱い圧力波(音波)の中でも、低周波数の長波、高周波数の短波のそれぞれを記述する方程式を導いた。その結果、バルクの粘性と熱伝導性が波に及ぼす影響を理論的に解明した。

○気泡流中を伝播する圧力波は衝撃波とソリトンのどちらに発展するのか
/筑波大学/鮎貝 崇広・金川 哲也
本稿では、気泡を含む水中における非線形性の弱い圧力波の伝播を記述するKdV-Burgers方程式を数値的に解き、圧力波が(音響的な)ソリトンという安定な波へと発展する様子を紹介する。

○強力集束超音波治療における非線形現象の新展開
/東北大学/吉澤 晋
本稿では、非侵襲にがんなどを治療できる強力集束超音波(HIFU)を用いた治療における、非線形現象の新しい展開について紹介する。

○液面の形状変化計測を用いた集束超音波の音響放射圧・音圧推定法
/電気通信大学/野村 英之・下村 諒哉
音波が水中から水-空気境界へ入射すると、音響放射圧により液面の形状変化が生じる。この液面変位を計測することで、音響放射圧や音圧を評価する方法を検討した。定量的評価には改善が必要であるが、評価法の一手法としての可能性が示された。

■特集:医療における超音波の貢献 1
○NASH診断における超音波検査を用いた仮想SAF/FLIP systemの有用性
/山口大学/佐伯 一成・西川 寛子・松尾 亜矢・日髙 勲・岡本 健志・高見 太郎・山﨑 隆弘・坂井田 功
非アルコール性脂肪性肝疾患人口が世界的に増加して社会的に大きな問題となってきたのと合わせて、新たな発癌要因としてNASHが注目されている。本稿では、NASH診断における超音波検査を用いた仮想SAF/FLIP systemの有用性について紹介する。

○健診腹部超音波検査を契機に発見された無症候性肝外門脈瘤の1例
/福井県済生会病院 坪内 啓正・前野 孝治・山城 正司
門脈瘤は門脈が限局的に囊状もしくは紡錘状に拡張した稀な疾患である。画像診断法の進歩に伴い、門脈病変の発見機会が増えてきた。本稿では、今回、健診の腹部超音波検査が発見契機となった無症候性肝外門脈瘤の1例を紹介する。

○光超音波リンパ管イメージング
/慶應義塾大学/梶田 大樹・鈴木 悠史・今西 宣晶・高詰 佳史・浦野 萌美・岡部 圭介・陣崎 雅弘・相磯 貞和・貴志 和生/(株)Luxonus/関口 博之・浅尾 恭史・八木 隆行
光超音波イメージングとは、光を照射された色素から生じる超音波を利用して、体内の脈管等の画像を得る技術である。本稿では、我々の光超音波3Dイメージング装置の概要と、ヒトのリンパ管や静脈の画像を紹介する。

○加齢変化に伴う水晶体の音速と弾性計測
/ジャパンプローブ(株)/田中 雄介/慶應義塾大学/長島 隼人・佐々木 信成/慶應義塾大学/(株)坪田ラボ/橋 英長・早野 元詞・坪田 一男
老視は超高齢社会で社会問題であり、評価、治療が望まれている。老視の進行度は水晶体硬度が関係し、水晶体硬度を音速とヤング率で評価した。ラット、マウスの音速を超音波で、ヤング率を弾性計測機で評価し、音速と硬度に相関性が認められた。

○胃癌に対する体外式超音波検査
/鳥取大学/佐藤 研吾/鳥取県立中央病院/廣岡 保明
体外式超音波検査による胃癌の壁深達度診断において、進行癌の多くは第3層(粘膜下組織)の断裂が特徴的であるが、スキルス胃癌では第3層への癌細胞浸潤による繊維増生のため高輝度のまま肥厚することが多く、急性胃粘膜病変との鑑別に注意を要する。

○超音波検査とmagnetic resonance imaging(MRI)による肝の粘弾性および脂肪含有の比較
/大垣市民病院/小川 定信/岐阜協立大学/熊田 卓/信州大学/山田 哲
超音波検査とMRIによる肝硬度や粘性の測定結果と比較し、その有用性や関与する因子について検討した。超音波検査による肝硬度評価は有用であるが、粘性評価は検討が必要である。

■研究室紹介
○インフラ先端技術産学共同講座
/京都大学/塩谷 智基

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