| Project/Area Number |
21K18196
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Japan Fine Ceramics Center |
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Principal Investigator |
Kobayashi Shunsuke 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主任研究員 (60714623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴田 智史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (40772380)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
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| Keywords | 走査透過電子顕微鏡 / 情報科学 / 計測 / エネルギー関連材料 / 触媒 / 電池 / 欠陥 / 走査型透過電子顕微鏡 / 計測技術 / 画像処理技術 / 界面 |
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| Outline of Research at the Start |
次世代エネルギー関連の材料設計において、平均的な結晶構造だけではなく、界面や表面での構造緩和に起因する僅かな原子配列変化の制御が必要不可欠となりつつある。その為には、僅か数ナノメートル以下の領域で原子配列を高精度に計測する技術を実現させる必要がある。本研究では走査型透過電子顕微鏡法を用いた高精度画像取得・解析技術（電子顕微鏡学）と機械学習などを用いた画像処理技術（情報科学）を融合し、既存の計測精度を超えた、実空間における超精密原子位置計測技術の構築を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In energy-related materials, structural control at the atomic level is becoming more important, and measurement techniques to evaluate small changes in atomic arrangement at local regions, such as interfaces and surfaces, are desired. In this study, we aimed to achieve sub-picometer scale measurement accuracy in real space using scanning transmission electron microscopy (STEM). We successfully improved the measurement precision by more than twofold, enabling precise atomic position measurements at the sub-picometer scale. As an application, we successfully measured atomic arrangement changes, which was previously challenging.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果における高精度原子位置計測の実現は, これまで困難であった様々な材料分野へもSTEM法の適用が可能となることを意味している. すなわち, 電子顕微鏡分野における学術的意義だけではなく, 本計測技術の応用を通して得られる原子分解能レベルでの新たな知見は, 低炭素社会実現へ向けたエネルギー関連材料開発へ大きく貢献する社会的意義のある研究成果でもある.
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