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2008 Fiscal Year Annual Research Report

複合電子分光による機能元素電子状態解析

Planned Research

Project AreaNano Materials Science for Atomic Scale Modification
Project/Area Number 19053004
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

武藤 俊介  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (20209985)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 朋子  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90283415)
巽 一厳  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00372532)
Keywords機能元素 / 格子欠陥 / 透過型電子顕微鏡 / 電子エネルギー損失分光法 / 第一原理電子状態計算 / 波長分散型X線分析 / ナノ構造 / 複合電子分光
Research Abstract

本研究の目的は、高エネルギー電子を目標の格子特異点に絞り、その場所の電子状態を定量的に計測・評価そして可視化するという新規材料創出にとって不可欠な基盤技術を確立することにある。そのために、主として(1)最近の放射光を用いても原理的に困難な、ナノ領域における材料内部の軟X線領域複合分光をするシステムを確立すること(2)上記システムにおいて、特定の原子面、界面などにプローブ電子を局在(電子チャネリング)させる位置選択的な電子状態を実際の化学反応場でその場測定すること、(3)以上を特に金属微粒子触媒-担持基板の各面反応、機能元素のナノレベル可視化、遷移金属の電子状態規則配列の直接測定などへ応用することを目的とした。
本年度は、昨年度開発に成功したTEM用波長分散型X線分光器(TEM-WDX)、位置選択的電子状態測定法、及びスペクトラムイメージング(SI)の多変量解析法(MCR)を応用したナノ構造解析を行った。主として(1)電子チャネリングを利用したTEM-WDXによる価電子帯状態密度の位置選択的測定を(1)強相関電荷秩序物質、(2)スピネル型先端セラミックスへの応用、(2)SI-MCR法を(1)白色発光する炭素化ポーラス酸化シリコンナノ構造、(2)リチウムイオン二次電池正極材料のリチウム、(3)窒素添加した可視光応答型酸化チタンへと応用し、ナノメートルサイズでの軽元素の化学結合状態とその空間分布の可視化を行った。(3)位置敏感EELS測定による貴金属微粒子触媒の担持セラミックスとの界面状態の解明を試みた。これについては明確な解答が得られておらず今後継続される。またこれらの成果発表として6月末に名古屋で国際シンポジウムおよびこのサテライトワークショップを開催し、招待講演を行った。

  • Research Products

    (41 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (28 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Capacity fading mechanism of LiNiO_2-based lithium ion batteries : I. Analysis by electrochemical and spectroscopic examination2009

    • Author(s)
      T. Sasaki, T. Nonaka, H. Oka, C. Okuda, Y. Itou, Y. Kondo, Y. Takeuchi, Y. Ukyo, K. Tatsumi and S. Muto
    • Journal Title

      Journal of Electrochemical Society 156

      Pages: A289-A293

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local electronic structure analysis by site-selective ELNES using electron channeling and first-principles calculations2009

    • Author(s)
      K. Tatsumi and S. Muto
    • Journal Title

      Journal of Physics : Condensed Matter 21

      Pages: 104213(14)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Capacity fading mechanism of LiNiO_2-based lithium ion batteries : II. Diagnostic analyses of an active material by electron microscopy and spectroscopy2009

    • Author(s)
      S. Muto, Y. Sasano, K. Tatsumi, T. Sasaki, K. Horibuchi, Y. Takeuchi and Y. Ukyo
    • Journal Title

      Journal of Electrochemical Society 156

      Pages: A371-A377

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local electronic and atomic structures of Ce^<3+>-containing fluoride/oxide by TEM-EELS and first principles calculations2009

    • Author(s)
      I. Nishida, K. Tatsumi and S. Muto
    • Journal Title

      Materials Transactions 50(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diagnostic nano-analysis of materials properties by multivariate curveresolution applied to spectrum images by S/TEM-EELS2009

    • Author(s)
      S. Muto, T. Yoshida and K. Tatsumi
    • Journal Title

      Materials Transactions 50(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clustering of germanium atoms in silica glass responsible for the 3.1 eVemission band studied by optical absorption and X-ray absorption finestructure analysis2009

    • Author(s)
      T. Yoshida, S. Muto, L. Yuliati, H. Yoshida and Y. Inada
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dehydriding reaction of A1H_3 : in-situ microscopic observations combined with thermal and surface analyses2009

    • Author(s)
      K. Ikeda, S. Muto, K. Tatsumi, M. Menjo, S. Kato, M. Bielmann, A. Zuttel, C. M. Jensen and S. Orimo
    • Journal Title

      Nanotechnology 20(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grazing-incidence electron microscopy of surface blisters in single-and polycrystalline tungsten formed by H^+, D^+ and He irradiation2009

    • Author(s)
      N. Enomoto, S. Muto, T. Tanabe, J. W. Davis and A. A. Haasz
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials 385

      Pages: 606-614

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local atomic and electronic structures around Mg and Al dopants in lithium-nickel oxide electrodes studied by XANES/ELNES and first principles calculations2008

    • Author(s)
      K. Tatsumi, Y. Sasano, S. Muto, T. Yoshida, T. Sasaki, K. Horibuchi, Y. Takeuchi and Y. Ukyo
    • Journal Title

      Physical Review B 104

      Pages: 045108-1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Energy drifts correction of electron energy-loss spectra for prolonged data accumulation of low SNR signals2008

    • Author(s)
      Y. Sasano and S. Muto
    • Journal Title

      Journal of Electron microscopy 57

      Pages: 149-158

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Color Control of White Photoluminescence from Carbon Incorporated Silicon Oxide2008

    • Author(s)
      Y. Ishikawa, A. V. Vasin, J. Salonen, S. Muto, V. S. Lysenko, A. N. Nazarov, N. Shibata. and V.-P. Lehto
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics 104

      Pages: 083522

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 強度輸送方程式による強誘電体ドメインの内部電場可視化2009

    • Author(s)
      武藤俊介、傳田聡、両角浩一、石塚和夫
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20093030
  • [Presentation] Ge添加シリカガラスの紫外光発光に及ぼすGeクラスターサイズの効果2009

    • Author(s)
      吉田朋子、武藤俊介、吉田寿雄、レニユリアティ、稲田康宏
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-09-23
  • [Presentation] 複合電子分光によるナノテク実材料のナノ領域特性画像診断2009

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      応用物理学会2009年春期(第56回)講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-31
  • [Presentation] XAFSによる機能元素状態解析2009

    • Author(s)
      吉田朋子
    • Organizer
      応用物理学会2009年春期(第56回)講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-31
  • [Presentation] EELS分光とその理論計算による水素貯蔵材料A1H_3の化学結合解析2009

    • Author(s)
      巽一厳、武藤俊介、池田一貴、折茂慎一
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] リチウムイオン二次電池正極材料のSIによるLi状態解析2009

    • Author(s)
      下平健太、武藤俊介、巽一厳、佐々木厳、堀渕嘉代、竹内要二、右京良雄
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] AlH_3水素吸蔵材料の水素放出分解過程とその安定性解析2009

    • Author(s)
      武藤俊介、巽一厳、池田一貴、折茂慎一
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-03-29
  • [Presentation] 原子サイト選択的TEM内電子分光のためのビームデジタル制御化2009

    • Author(s)
      西田育生、巽一厳、武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] Electronic Structure Analysis on Transition Metal Spinel Oxides by EELS under Channeling Conditions2009

    • Author(s)
      巽一厳、西田育生、武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会2009年春期(第144回)講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] Chemical State Changes of the Dopants Mg and Al in LiNi02-based Cathode Induced by Cycling Tests at Elevated Temperature2008

    • Author(s)
      S. Muto, Y. Sasano, K. Tatsumi, et.al.
    • Organizer
      214^<th> Electrochemical Society Meeting
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village, Honolulu
    • Year and Date
      2008-10-15
  • [Presentation] Spatial Distribution Mapping of Product Phases in a LiNiO_2-based Cathode Active Material During Cycling Tests at Elevated Temperatures2008

    • Author(s)
      K. Tatsumi, S. Muto, et.al.
    • Organizer
      214^<th> Electrochemical Society Meeting
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village, Honolulu
    • Year and Date
      2008-10-13
  • [Presentation] ポストコラム型EELSにおけるエネルギードリフト補正DMスクリプトの開発2008

    • Author(s)
      武藤俊介、佐々野裕介
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] ナノ領域複合電子分光による機能元素分析2008

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] TEM用MCX-WDX分光器による遷移金属酸化物の状態解析2008

    • Author(s)
      武藤俊介、巽一厳、高橋光
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] 電子チャネリング効果による原子サイト選択的TEM内電子分光の進展2008

    • Author(s)
      西田育生、巽一厳、武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] 高温下充放電サイクルによるLiNiO_2系Li電池正極ドーパントMg及びA1の化学状態変化2008

    • Author(s)
      巽一厳、武藤俊介、吉田朋子、佐々木厳、堀渕嘉代、右京良雄、竹内要二
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] 水素吸蔵ナノ構造化黒鉛中の水素結合状態2008

    • Author(s)
      吉田朋子、宮部祐三子、武藤俊介、清林哲、和佐田裕昭
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] 電子プローブを用いた軟X線領域スペクトルによる局所電子状態解析2008

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学
    • Year and Date
      2008-09-20
  • [Presentation] Wavelength dispersive Soft X-ray emission spectroscopy attached to TEM using multi-capillary X-rav lens2008

    • Author(s)
      S. Muto, K. Tatsumi and H. Takahashi
    • Organizer
      14^<th> European Microscopy Congress, EMC 2008
    • Place of Presentation
      Eurocongress, Aachen (Germany)
    • Year and Date
      2008-09-03
  • [Presentation] Clustering of germanium atoms in silica glass responsible for the 3.1 eV emission band studied by optical absorption and X-ray absorption finestructure analysis2008

    • Author(s)
      T. Yoshida, S. Muto, et.al.
    • Organizer
      6^<th> International Conference on Ion Beam Modification of Materials, IBMM 08
    • Place of Presentation
      University of Technology Dresden (Germany)
    • Year and Date
      2008-09-03
  • [Presentation] Diagnostic of Li battery cathode by EELS-first principles calculation and spectrum-imaging with multivariate analysis2008

    • Author(s)
      K. Tatsumi and S. Muto
    • Organizer
      14^<th> European Microscopy Congress EMC 2008
    • Place of Presentation
      Eurocongress, Aachen (Germany)
    • Year and Date
      2008-09-01
  • [Presentation] Local electronic structure analysis on Ce^<3+>-containing materials by TEM-EELS and first principles calculations2008

    • Author(s)
      K. Tatsumi and S. Muto
    • Organizer
      14^<th> European Microscopy Congress, EMC2 008
    • Place of Presentation
      Eurocongress, Aachen (Germany)
    • Year and Date
      2008-09-01
  • [Presentation] Site-specific electronic structure analyses under electron channeling conditions2008

    • Author(s)
      K. Tatsumi and S. Muto
    • Organizer
      The 1st International Workshop on Theoretical Calculation of ELNES and XANES, TEX2008
    • Place of Presentation
      (財)ファインセラミックスセンター
    • Year and Date
      2008-07-03
  • [Presentation] Combined electron spectroscopy and imaging associated with (S)TEM-Application of multivariate curve resolution2008

    • Author(s)
      S. Muto
    • Organizer
      he 1^<st> International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations, AMTC1
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2008-06-30
  • [Presentation] 多変量スペクトル分解法による材料物性画像診断法の開発2008

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      日本顕微鏡学会(第64回)、学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] TEM用MCX-WDX分光器の装着とテスト2008

    • Author(s)
      武藤俊介、高橋光、巽一厳
    • Organizer
      日本顕微鏡学会(第64回)学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] LiNi_<0.8>Co_<0.15>Al_<0.05>(Mg_<0.05)O_2リチウムイオン電池正極材料の劣化解析2008

    • Author(s)
      巽一厳, 佐々野祐介, 武藤俊介, 等
    • Organizer
      日本顕微鏡学会(第64回)学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] 窒素イオン注入チタニア光触媒のELNES多変量解析による化学状態分析2008

    • Author(s)
      吉田朋子、武藤俊介
    • Organizer
      日本顕微鏡学会(第64回)学術講演会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.nucl.nagoya-u.ac.jp/emu/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発光体およびその製造方法2009

    • Inventor(s)
      A. Vasin石川由加里, 武藤俊介, 柴田典
    • Industrial Property Rights Holder
      石川由加里, 武藤俊介, 柴田典義
    • Industrial Property Number
      特願2009-18031
    • Filing Date
      20090200

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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