大学院・工学研究科 研究室
材料システム工学専攻

マイクロシステム学講座 材料システム計測学分野(三原研究室)

研究テーマ

  1. ステンレス鋼疲労き裂・応力腐食割れ評価のための新しい非線形超音波法
  2. 燃料電池の信頼性確保のための球の弾性表面波を用いた新しい水素ガスセンサ
  3. 多種類の危険・有害ガスに対する携帯型高感度ガスセンサシステムの開発
  4. メモリー・アクチュエータ用強誘電体材料のドメイン構造の原子間力顕微鏡による評価
  5. 高感度センサ用薄膜材料の蒸着・エレクトロスプレー製膜と原子間力顕微鏡による物性評価

研究内容

社会の安全性を確保することは人間の生活にとってきわめて重要ですが、最近トンネルや原子炉などで、様々な事故が起きて問題になっています。また、環境中の化学物質が人間に及ぼす影響も深刻です。このような問題に対処する技術として、材料の内部欠陥の非破壊検査と、化学物質を検出するセンサ技術があります。

ここで「超音波」は大変有用です。その理由は、超音波は物質全体を押したり引いたりする波動だからです。物質を構成する要素—原子から結晶粒まで—は、超音波によって高速で変形させられ、超音波は逆にこの反作用を感じるため、その手応えを測定することで、物質内部の状態やき裂などの欠陥の有無と大きさがわかります。また、環境のガスの浸透によって硬化する薄膜の手応えの変化を測定すれば、ガスセンサとなります。さらに、振動する極微小な針で物質を押せば、ナノサイズの内部欠陥も検出できます。このような考えに立って、安全な社会の実現に貢献する計測技術として、「非線形超音波による閉じたき裂の検出」、「超音波原子間力顕微鏡」、MEMS(微小電気機械システム)を応用した「球の弾性表面波を用いた水素および多種類の危険有害ガスセンサ」などの研究を行っています。

図1 本研究室で提供するサブハーモニック超音波計測技術は、誤差原因だった閉じたき裂の検出を可能にする

図1 本研究室で提供するサブハーモニック超音波計測技術は、誤差原因だった閉じたき裂の検出を可能にする

図2 本研究室で発見した球の表面に沿った弾性表面波のコリメートビームによるガスセンサ技術。水素社会の安全を支える超小型水素ガスセンサも実現

図2 本研究室で発見した球の表面に沿った弾性表面波のコリメートビームによるガスセンサ技術。水素社会の安全を支える超小型水素ガスセンサも実現