Deve I opment of next-enerat i on e I ectron tomography for 3D mesa-ea I e structural analysisDeve I opment of next-enerat i on e I ectron tomography for 3D mesa-ea I e structural analysisDeve I opment of next-enerat i on e I ectron tomography for 3D mesa-ea I e structural analysis
Project/Area Number |
21241030
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Research Field |
Nanomaterials/Nanobioscience
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Research Institution | Kyushu University (2010-2011) Kyoto Institute of Technology (2009) |
Principal Investigator |
JINNAI Hiroshi 九州大学, 先導物質化学研究所, 特任教授 (20303935)
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Project Period (FY) |
2009 – 2011
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2011)
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Budget Amount *help |
¥48,100,000 (Direct Cost: ¥37,000,000、Indirect Cost: ¥11,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2010: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2009: ¥27,950,000 (Direct Cost: ¥21,500,000、Indirect Cost: ¥6,450,000)
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Keywords | 電子線トモグラフィー法 / 走査型光学系 / 被写界深度 / ナノ材料解析 / 評価 |
Research Abstract |
透過型電子顕微鏡法(TEM)と計算機トモグラフィ(CT)を組み合わせ、材料の内部構造をナノメートル(nm)スケールで3次元可視化できる電子線トモグラフィー法(Transmission Electron Microtomography, TEMT)に注目が集まっている。本研究の目的は、メゾスケール(nmとμmの間のスケール)の3次元観察が可能な"被写界深度が深い"光学系を備えた次世代のTEMTを開発することである。通常、TEMTでは試料(板状試料)を70°程度まで傾斜させ多数の透過像を撮影する。試料の傾斜に伴い、入射電子線に対する"実効的な"試料厚みは増加し、従って、本申請のように数μmの試料の3次元観察を可能とするためには、被写界深度の深い長焦点光学系を実現することが必須となる。本申請の全ての検討・開発項目は、いかにして被写界深度の深い明るい光学系を実現するか、という一点に集約されていると書いても過言ではない。 3年の研究期間を通して、長焦点光学系を実現するための高コントラスト走査型ポールピースと高感度検出器などの開発を行い、これらを実際に電子顕微鏡に組み込んだ。また、試料内での電子の多重散乱による(=色収差による)像のボケを低減するために「磁場制御型Ωフィルター」も電子顕微鏡に組み込んだ。この新型電子顕微鏡において、被写界深度の実測(実測で数μmを実現)、長焦点光学系による走査電子ビームの収束角度の実測、走査系の動作プログラムの開発、明るい光学系の実現のためのレンズパラメーターの最適化、検出器の高感度化など様々な装置開発・改良を行い、上に述べた「被写界深度の深い明るい光学系」を実現した。さらに、この新型顕微鏡を用いて厚み数百nm~数μmの複数の高分子試料の3次元観察を行ったところ、3次元画像の分解能は試料の厚みとともに劣化するものの、2μm程度の厚みの高分子試料の観察は可能であること、数nm程度の分解能を保った状態での3次元観察は0.5μm程度が限界であること、などの上重要な知見を得ることができた。
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Report
(4 results)
Research Products
(58 results)
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[Journal Article] Small-Molecule-Directed Nanoparticle Assembly Toward Stimuliresponsive Nanocomposites2009
Author(s)
Y. Zhao, K. Thorkelsson, A. J. Mastroianni, T. Schilling, J. M. Luther, B. J. Rancatore, K. Matsunaga, H. Jinnai, Y. We, D. Poulsen, J. M. J. Frechet, A. P. Alivisatos, T. Xu*
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Journal Title
Nat. Mater
Volume: 8(12)
Pages: 979-985
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