線型および非線型表面音響波の実時間イメージング

线性和非线性声表面波的实时成像

• 批准号: 04F04779
• 负责人: WRIGHT O・B (2005)
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04779/
• 关键词: 表面音響波; フォノニック結晶; ポンププローブ分光; サブTHz音響フォノン; 分散関係; 実時間イメージング; レーザー音響法; ソリッドイマージョン法

本研究の目的は、表面弾性波の実時間イメージング法を発展させ、様々な系における表面弾性波の振る舞いを調べることである。測定の原理は以下のとおりである。モードロックTi-サファイアレーザーからの光パルス(ポンプ光と呼ぶ)を顕微鏡対物レンズで集光して試料に照射する。これにより生成された表面弾性波は、その伝播にともない試料表面を変位させる。同じレーザーからの光パルスを遅延させたもの(プローブ光と呼ぶ)と干渉光学系を用いて、試料表面変位を測定する。ポンプ・プローブ光の相対照射位置と遅延時間を走査することにより、表面波伝播の様子を2次元実時間イメージとして取得する。この手法を用いて、平成17年度は前年度に引き続き以下の研究を行った。Si基板上ににSi酸化被膜を形成する。Si酸化被膜に1μm幅のCu細線を周期的に並べて埋め込んだものを試料とする(1次元フォノニック結晶)。この試料に対して表面波イメージング測定を行った。得られた結果を時空間2重フーリエ変換することにより、表面波の分散関係を実験的に得た。分散関係には周期構造に起因する特徴的な構造が見られた。また、シリコン基板上に散乱体として中空の穴を正方格子状に周期に配置した試料上での表面弾性波伝播の実験を行った。弾性表面波の分散関係により、この試料は表面弾性波に対する2次元フォノニック結晶となっていることを確かめた。また、散乱構造として中空の穴の代わりに、他の物質を埋めた試料も作製した。さらに、2次元周期構造の散乱体をある部分だけ取り除いた格子欠陥構造や、散乱体を1列だけ取り除いて、そこの部分だけ表面弾性波が伝播できるようにした導波路構造の試料を作製し、表面弾性波の伝播の実験・解析を行った。

这项研究的目的是开发表面声波的实时成像方法，并研究各种系统中表面声波的行为。测量的原理如下：来自Modelock Ti-Sapphire激光器的光脉冲（称为泵光）用显微镜物镜浓缩并被照射到样品上。结果，表面声波产生的导致样品表面在传播时置换。使用来自同一激光器（称为探针灯）和干扰光学的延迟光脉冲测量样品表面位移。通过扫描泵探头光的相对照射位置和延迟时间，表面波传播的情况被作为二维实时图像获取。使用此方法，在上一年之后于2005年进行了以下研究。 Si氧化物膜在Si底物上形成。该样品是Si氧化物膜的样品，其中1μm宽的Cu电线定期嵌入1μm宽的阵列（一维音调晶体）中。在此样品上进行了表面波成像测量。将最终的结果对时空双傅立叶变换进行实验，以获得表面波的分散关系。由于周期性结构，分散关系具有特征结构。此外，对表面声波传播进行了一个实验，在该样品中，将空心孔定期以平方晶格形状排列为硅基底物上的散射器作为散射器。已经证实，表面声波的分散关系使该样品成为表面声波的二维语音晶体。另外，还制备了填充其他物质的样品，而不是空心孔作为散射结构。此外，除去具有二维周期性结构的散射器的一部分，然后删除了波导结构，并制备了仅除去一排散射器，从而使表面声波仅在该部分传播，并且表面声波传播的表面声波传播。

项目成果

Characterization of Ta and TaN diffusion barriers beneath Cu layers using picosecond ultrasonics

• DOI: 10.1016/j.ultras.2006.05.097
• 发表时间: 2006-12-22
• 期刊: ULTRASONICS
• 影响因子: 4.2
• 作者: Bryner, Juerg;Profunser, Dieter M.;Dual, Juerg
• 通讯作者: Dual, Juerg

Laser picosecond acoustics in a two-layer structure with oblique probe light incidence

• DOI: 10.1016/j.ultras.2004.01.052
• 发表时间: 2004-04-01
• 期刊: ULTRASONICS
• 影响因子: 4.2
• 作者: Matsuda, O;Wright, OB
• 通讯作者: Wright, OB

Time-resolved modal decomposition based on the linear prediction method - applied for crack detection

基于线性预测方法的时间分辨模态分解——应用于裂纹检测

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Acoustical Society of America 118
• 作者: Daniel Matignon;Arnaud Deruelle;Katura Miyazaki;Thomas Mattman;Kazuhiro Ichihara;D.H.Hurley;J.Vollmann;J.Bryner;O.B.Wright;I.A.Veres
• 通讯作者: I.A.Veres

Acoustic phonon pulse generation and detection in GaAs/Al_<0.3>Ga_<0.7>As quantum wells

GaAs/Al_<0.3>Ga_<0.7>As 量子阱中声子脉冲的产生和检测

• 发表时间: 2004
• 期刊: physica status solidi(c) 1
• 作者: Daniel Matignon;Arnaud Deruelle;Katura Miyazaki;Thomas Mattman;Kazuhiro Ichihara;D.H.Hurley;J.Vollmann;J.Bryner;O.B.Wright;I.A.Veres;O.Matsuda;O.Matsuda;T.Tachizaki
• 通讯作者: T.Tachizaki

Real time imaging of surface acoustic waves on crystals and microstructures

晶体和微结构上的表面声波实时成像

• 发表时间: 2005
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 44
• 作者: Daniel Matignon;Arnaud Deruelle;Katura Miyazaki;Thomas Mattman;Kazuhiro Ichihara;D.H.Hurley;J.Vollmann;J.Bryner;O.B.Wright
• 通讯作者: O.B.Wright