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Extension of dopant occupation site analysis by electron channeling X-ray spectroscopy and electron diffraction mapping

Research Project

Project/Area Number 18K13991
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Ohtsuka Masahiro  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 講師 (60646529)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords透過電子顕微鏡 / 蛍光X線分光 / 電子エネルギー損失分光 / 電子回折 / 動力学的電子回折理論 / 電子チャネリング効果 / 解析・評価 / 電子顕微鏡 / ALCHEMI法
Outline of Final Research Achievements

This study aims to extend the site-selective chemical analysis based on the electron channeling effect, in which incident high-energy electrons are localized along a particular crystallographic site inside a crystalline specimen, by achieving such as a local area analysis and a trace chemical state analysis. By improving an existing beam controlling software, we have developed a measurement system which can fix the electron probe position within a few tens nanometers area, and perform a synchronized acquisition of various spectroscopic and image signals. This analysis method has achieved to analyze multilayer structures by our extension of theoretical calculation algorithm; and it also became possible to determine trace oxygen vacancy sites.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

不純物元素の微量添加は材料物性を制御する常套手段の一つであり,不純物元素がどこを占有しているかを知ることは材料機能発現を理解する上で重要である.このような添加不純物元素の占有サイトの評価においては,X線や中性子による回折結晶学的手法が標準的ツールであり,近年では走査透過電子顕微鏡による原子分解能での元素マッピングが現実的になりつつあるが,複雑かつあまり綺麗ではない実用材料の分析においてはいくつかの問題が生じる場合がある.本研究を通して開発を進めている分析手法は,企業で取り扱われるような実用材料分析へと応用しやすく,既にいくつかの共同研究に展開している.

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Recent Development of Quantitative Microanalysis Method Based on Electron Channeling Effects in Crystalline Materials2019

    • Author(s)
      Masahiro Ohtsuka, Shunsuke Muto
    • Journal Title

      Materia Japan

      Volume: 58 Issue: 2 Pages: 73-76

    • DOI

      10.2320/materia.58.73

    • NAID

      130007587788

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • Year and Date
      2019-02-01
    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Precession electron diffraction法の鉱物への適用と評価2019

    • Author(s)
      三宅亮, 瀬戸雄介, 伊神洋平, 大塚真弘
    • Organizer
      日本鉱物科学会 2019年年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子チャネリング効果(動力学的回折)を活用したサイト選択的結晶材料分析2019

    • Author(s)
      大塚真弘
    • Organizer
      第9回極限物質科学研究会(動力学的回折理論による結晶構造解析)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ビームロッキング EDS/EELS分析:電子チャネリング効果を活用したサイト選択 的定量組成・電子状態評価2019

    • Author(s)
      大塚真弘
    • Organizer
      第35回分析電子顕微鏡討論会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 電子チャネリングを利用した元素/サイト選択 的化学分析2019

    • Author(s)
      武藤俊介, 大塚真弘
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子回折解析のためのGUIソフトウェアの開発2019

    • Author(s)
      瀬戸雄介, 大塚真弘, 伊神洋平, 三宅亮
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子線チャネリングX線分光装置の開発2019

    • Author(s)
      阿南義弘, 大塚真弘, 武藤俊介
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子チャネリング効果を利用した梯子型超伝導物質Sr14Cu24O41におけるホール分布評価2019

    • Author(s)
      大塚真弘, 武藤俊介, Ognjen Milat
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電子チャネリング効果を利用したW型フェライトSrFe18-xZnxO27のサイト選択的電子状態分析2019

    • Author(s)
      大塚真弘, 柳原颯太, 武藤俊介, 阿南義弘
    • Organizer
      発表標題 日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 汎用分析電子顕微鏡による電子チャネリング効果を活用した結晶材料定量分析の進展2019

    • Author(s)
      大塚真弘
    • Organizer
      環境調和材料研究会
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      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 電子チャネリング効果を利用したW型フェライトSrFe18-xZnxO27のサイト選択的電子状態分析2019

    • Author(s)
      大塚真弘, 柳原颯太, 武藤俊介, 阿南義弘
    • Organizer
      日本金属学会 2019年春期(第164回)講演大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 耐環境セラミックス保護膜中の添加元素及び酸素欠損サイトのHARECXS法による評価2018

    • Author(s)
      織田健嗣, 大塚真弘, 武藤俊介, 田中誠, 北岡諭
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第74回学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ビーム制御プラグインQEDを利用した高角度分解能電子チャネリングX線/電子分光分析2018

    • Author(s)
      大塚真弘, 石塚顕在, 武藤俊介
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第74回学術講演会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Multiway hyperspectral data analysis of trace element/valence-state in W-type ferrite magnet by concurrent high-angular resolution electron channeling X-ray/electron spectroscopy2018

    • Author(s)
      Masahiro Ohtsuka, Souta Yanagihara, Jakob Spiegelberg, Jan Rusz and Shunsuke Muto
    • Organizer
      19th International Microscopy Congress
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trace dopant/oxygen vacancy site determination in Al-doped Y2Ti2O7 by 2D electron channeling EDX analysis2018

    • Author(s)
      Kenji Oda, Masahiro Ohtsuka, Makoto Tanaka, Satoshi Kitaoka and Shunsuke Muto
    • Organizer
      19th International Microscopy Congress
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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