宿谷

 

須貝

 

宿谷

  

 

 

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須貝

 

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高橋

 

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須貝

 

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須貝

 

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高橋

 

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高橋

 

 

須貝

 

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須貝

 

 

高橋

 

須貝

 

 

 

斉藤

 

 

 

須貝

 

 

 

斉藤

 

 

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斉藤

 

須貝

 

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須貝

 

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須貝

 

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宿谷

 

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宿谷

 

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須貝

 

宿谷

 

須貝

 

宿谷

 

 

 

須貝

 

宿谷

 

須貝

 

 

 

===== オープニング(3号館ロビー) =====

(テーブル席でなく、中央に置いてあるベンチの方がいいかも)

 

 

(ギターの練習中)

 

こんにちはー、あれー、ギターですか?

 

うんうん、音の高さは線密度の平方根に比例して、かつ張力の平方根に反比例するんだよね・・・

 

 

もうっ!優雅に音楽を演奏しているのかと思ったら、サイエンスですかっ!?

 

そう、美しい音楽こそサイエンス・・・(うっとり♪)・・・あれ?須貝さんが来たら音が狂っちゃったみたい・・・チューニングしないと・・・

 

オレのせい?!…チューニングって?

 

この、「音叉」を使うんだよ。(音叉別撮りインサート)

 

あ〜。見たことある。

 

こうやって音叉を鳴らし・・・(音叉をひざでたたく)

 

ん?鳴ってないよ?

 

あわてるな!こうやって共鳴板にあてて・・・

 

おお、聞こえる!!(鳴ってる音叉インサート)

 

※音叉が鳴るしくみを解説

音叉をたたくと、音叉が細かく振動します。共鳴板は音叉の振動を感じ取り、

共鳴することで音が出ます。

 

チューニングは、弦の振動と音叉の音のうなりがなくなるように張力、つまり弦の張りの強さを調整するわけね。

 

なるほどっ!でも音叉の音の高さっていつも同じなの?


はーい、440ヘルツ、つまりラの音の高さ!固有振動数でーす!

 

固有振動数?

 

物質に外側から刺激を与えたときに、一番よく吸収される振動数のこと。

簡単にいえば、どんなたたき方をしても、振動数は一緒になるってことです。

<共振曲線のグラフ>

 

ははあ、だから音叉の音はいつも同じ高さなんだ。

 

物質が固有振動数を示すことを、共振っていいます。

 

へえ〜、共振ねえ・・・固有振動数っていうのは、物質によって違うんだよね?

 

カタチや重さで変わってきます。だから音叉はココのとこをヤスリで削って固有振動数を調整するんです。

 

カタチが大事なんだ・・・

 

いたずらして削っちゃだめですよっ。さっ、チューニング終わりっ!!!

 

 

===== スペアナ実験 =====

 

そういえば、もしかしてチューニングって地上デジタルチューナーのチューといっしょ?

 

そうそう。音も電波もそれぞれ周波数があるからね。周波数を調整する機械が

チューナー。

 

ってことは地上デジタルチューナーにも音叉が入っているの?

 

いいところに気がつきましたねー、音叉そのものずばりってわけじゃないけど、地上デジタルチューナーに限らず電波を使う道具には音叉と同じ役目をする「共振器」が入っています。共振器は、特定の周波数の電波をキャッチしたり発信したりするのに必要な、とっても大事な装置なんだよ。

 

電波を使う道具に入っているってことは、もしかして携帯電話にも入ってる?

 

もちろん!使う周波数以外の電波を乱射したら、ノイズや混信で迷惑かけまくるからね。

 

なんか実験できます?

 

はい!スペクトルアナライザー!!!

略してスペアナ。

携帯電話持ってます?

 

はい。

 

ここに共振曲線が表示されます。かけてみて?

 

(電話発信)・・・あ、これが固有振動数なんだね?

 

そう、それが携帯電話に使われる周波数。

 

共振器って大事なんだー

 

携帯電話の基地局でも共振器が使われるんですよ。

 

へえ、もしかしてぇ・・(溜めて)・・工学部でその共振器が作られたりする!?

 

あったりー。今日は超伝導セラミックスを使った共振器の作り方をご紹介しましょう。

 

 

 

===== レーザーアブレーションによる製膜(クリーンルーム) ====

※ここからプロセス紹介のあいだ画面上に現在どの工程にあるのか常時テロップ

 

それでは超電導セラミックスを使った共振器の作り方を説明します。

 

まずはサファイア基板にレーザーアブレーションで超伝導セラミックスを製膜します。

 

う〜ん。いきなり難しいね。。。

 

そう言われても・・・。おいしい料理の土台になるパイ生地に、絶妙な分量で

チーズを振りかける作業、とでも言いますか・・・。

 

あ!それわかりやすいねっ!

 

 これをこのチャンバーに入れて・・・ 

チャンバーの中の空気を分子ターボポンプで抜く、と。それから基板を加熱して待 つこと約2時間。

 

加熱?ほんとに料理みたくなってきた!

 

 

<先撮り>

こっちからエキシマレーザーをターゲットに当てて、製膜開始・・・

 

あ、光ってる!(実験を少し見せる)

 

チーズのカタマリから粉チーズをレーザーで削り取って温まったパイ生地に振りかけてるってとこかな。

 

超伝導チーズ・・・

 

 

<後撮り>

待つこと○分。狙ったサファイヤの上に狙った厚みの超伝導セラミックスがのっかったら取り出します。

 

もうできた?

 

まだまだ。これから共振器に大切なカタチを作りこみます。

 

「カ・タ・チ」だね!音叉もあの形が大事なんだったよね。どうやって形をつくるの?

 

それは……(カメラ目線)フォトリソグラフィーーー!!! 略してフォトリソ。

 

(高橋君を見てから)おお!よくわからないけど、なんだかすごそう!

 

===== (クリーンルーム) ====

 

それでは、フォトリソグラフィーを実演してみますね!

まずはスピンコート。超伝導セラミックスの膜の上にフォトレジストを塗って乾かします。

 

ほうほう。チーズの上にさらに秘伝のタレを・・・

 

(スピンコートの様子)

 

そしてパターニング。こっちにフォトマスクをセットして、いよいよ「カタチ」の焼き付けです。

 

へぇ!「カタチ」焼きつけるんだ!?秘伝のタレのオコゲで模様を描く、ってとこかな?

 

(パターニングの様子)

 

光で焼き付けるから「フォト」リソグラフィー。

 

なーるほど。フォト、写真ね。

 

焼き付けたら現像。残したい部分以外のフォトレジストを洗い落とします。

 

ほうほう。オコゲの模様以外は洗い流す。

 

そしてアルゴンを使ってドライエッチング!

 

超伝導粉チーズを吹き飛ばす。

 

洗浄すれば、パターンが残ります。

 

オコゲをそっと剥がせば、オコゲの模様に沿って粉チーズが残る、と。デケタ。

 

 

 

 

 

===== (スペアナ測定) ====

さあ、最後の仕上げに入りましょう!

共振器にくみ上げて真空冷凍機に入れます。

 

(冷凍機に入れてから)真空冷凍?なんで?

 

水に弱いし、温度が高いと超伝導にならないので。

 

超伝導チーズは冷やして食べる・・・

 

…ちがうけど、ま、いいでしょう。で、性能チェックしてみましょうか?

 

はいっ!

 

スペクトルアナライザーにつないで、共振曲線を見ると・・・

 

おお固有振動数が・・・

 

ちゃんとチューナーになってまチュー!

 

(リアクション)※周り全員コケるとか?

 

 

 

===== エンディング(学生実験室?) =====

 

(宿谷さんの肩をポンポンとたたいて)

もう番組終わりですよ、何やってんの?

 

エッチング・・・

 

え、そんなとこで?

 

うん、レタリングセットでアルミ板をマスキングして、エッチャントに塩化第二鉄を使ったウェットエッチング。

 

はい、プレゼント。

 

わあ、「NCV」できちゃった。手軽なエッチングもあるんだねえ・・・

 

エッチングとかリソグラフィーっていうのはね、もともと写真を使った印刷技術だったんですよ。

 

印刷?なるほど確かに写真や印刷はカタチを作る技術だもんね。

 

今では半導体の回路を作るのになくてはならない技術。

 

そして今回は携帯電話の基地局の共振器にまで応用した・・・と。

 

写真と言えば、デジタルカメラが主流になっちゃったけど、今回紹介したように産業の現場ではフィルムに焼き付ける方の写真の技術も生き続けているんですよ。

 

そっかー、そういう技術もちゃんと継承しないとね。

 

うんうん。

 

今回も勉強になったなー!宿谷さん、次回もよろしくね!

それじゃ、まったねー♪

 

 

 

 

 

 

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実演して

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実験の様子

 

 

 

 

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実験の様子

 

 

 

 

 

 

実験の様子

 

 

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実験の様子

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

名前TL

実演しながら

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

手元

 

 

 

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製作途中の

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完成品

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