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Informatics-aided resolution enhancement of scanning x-ray microscope

Research Project

Project/Area Number 20K12504
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 80040:Quantum beam science-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Ohsumi Hiroyuki  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (90360825)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords走査型X線顕微鏡 / ブラインド・デコンボリューション / マルチフレーム超解像 / 走査型X線顕微鏡 / 走査型硬X線顕微鏡 / ブラインドデコンボリューション
Outline of Research at the Start

X線光学素子の進化と計測技術の発展により、種々の放射光実験手法で顕微法化が進められている。各種走査プローブ顕微鏡と比べて装置構成が大掛かりで複雑な走査型X線顕微鏡では、様々な要因により観察像が歪み空間分解能が劣化してしまうことが問題になっている。本研究では、ブラインド・デコンボリューションにより試料上のビーム照射位置ドリフトを補正する方法論を構築し、マルチフレーム超解像により集光ビームサイズの限界を越えた高分解能X線顕微観察の実現を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Probabilistic information processing techniques have been developed to improve spatial resolution of a scanning x-ray microscope that visualizes material properties and functions. Denoising, deblurring, upsampling and blind deconvolution are applied to micrographs measured with redundancy. Integration of informatics and instrumentation has enabled scanning x-ray microscopy under variable temperature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ハードウェアの高精度化や繰り返し測定による統計量抽出の代替手段として、確率的情報処理が走査型X線顕微観察装置に対しても有効であることを示し、新たな装置高性能化の方向性を提示した。また、試料温度を変化させも破綻しない物性や材料機能の分析イメージングを実現し、エネルギー問題や環境問題に大きく貢献できるメゾスコピックな物質構造科学研究のツールとして一段階進化させることに成功した。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Post-acquisition upsampling method for scanning x-ray microscopy2023

    • Author(s)
      Ohsumi Hiroyuki、Fujikawa Yoshinori、Liu Lihua、Kotani Yoshinori、Nakamura Tetsuya
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 94 Issue: 3 Pages: 033701-033701

    • DOI

      10.1063/5.0098245

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 走査型X線顕微測定におけるサンプリングと復元2023

    • Author(s)
      大隅寛幸、藤川佳則、劉麗華、小谷佳範、中村哲也
    • Organizer
      第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射光を用いた元素および結晶学的サイト選択的磁気測定2022

    • Author(s)
      大隅寛幸、藤川佳則、鈴木健一、劉麗華
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 走査型X線顕微測定における光電流計測法の検討2021

    • Author(s)
      大隅寛幸、藤川佳則、劉麗華、山田怜志、小谷佳範
    • Organizer
      第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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