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2011 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  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20209985)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 朋子  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 准教授 (90283415)
巽 一厳  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (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

(1)高エネルギー電子ビームと材料の相互作用によって,試料の物性に関するほぼすべての情報が何らかの量子(光子,電子,X線)を通じて発信される.通常の分析STEMでは捨て去られてきた,または別々の専用機によって測定されてきたこれらの量子が運ぶ情報を,一台の装置でできうる限り同時に取得する「複合電子分光」(電子エネルギー損失分光,軟X線発光分光,カソードルミネッセンス)をほぼ確立させた.これは従来「総合機」におけるそれぞれの測定系性能は,個別の「専用機」のそれに劣るという常識を覆す意義を持つ.このシステムを用いて,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「物性画像診断」という新規材料創出にとって不可欠な基盤技術を確立した.(2)所謂「実材料」への適用において,しばしば高輝度の電子ビームを原子サイズの場所に集中することによる試料変悸が深刻な問題となっている.世界的トレンドである実空間の一点に電子プローブを集中すること無く,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測定法を開発した.さらにこれを固体構造の対称性の破れから逆空間の特定の位置に散らばった情報を収集・統計処理することによって情報抽出する局所電子状態測定へ拡張し,実際の化学反応場でその場測定法を開発した.(3)以上をさらに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した.具体的にはリチウムイオン二次電池正極の劣化解析,硬磁性材料の微量機能元素の占有サイト解析,ユビキタス元素を用いた白色発光ナノ構造体の状態マッピング,可視光応答光触媒の活性サイト分析,赤色蛍光セラミックス中の賦活元素占有率と占有サイト分析などに成果を挙げた.

  • Research Products

    (33 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (23 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of Mg-doping on the degradation of LiNiO_2-based cathode materials by combined spectroscopic methods2012

    • Author(s)
      S. Muto, K. Tatsumi, Y. Kojima, H. Oka, H. Kondo, K. Horibuchi, Y. Ukyo
    • Journal Title

      Journal of Power Sources

      Volume: 205 Pages: 449-455

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.01.071.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical Bonding of AlH_3 Hydride by Al-L_<2,3> Electron Energy-Loss Spectra and First-Principles Calculations2012

    • Author(s)
      K.Tatsumi, S.Muto, K.Ikeda, S.Orimo
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 5 Pages: 566-574

    • DOI

      10.3390/ma5040566

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 放射光・電子分光法融合による触媒活性種の科学状態解析2011

    • Author(s)
      吉田朋子、武藤俊介
    • Journal Title

      触媒

      Volume: 53 Pages: 228-234

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 各種信号処理・統計的手法の電子顕微鏡データへの応用2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Journal Title

      顕微鏡

      Volume: 46 Pages: 24-29

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site occupancy determination of Eu/Y doped in Ca_2SnO_4 phosphor by electron channeling microanalysis2011

    • Author(s)
      S. Muto, Y. Fujimichi, K. Tatsumi, H. Yamane and T. Kawano
    • Journal Title

      Optical materials

      Volume: 33 Pages: 1015-1018

    • DOI

      DOI:10.1016/J.optmat.2010.09.022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Attribution of white-light emitting centers with carbonized surface in nano-structured SiO_2:C layers2011

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

      Thin Solid Films

      Volume: 519 Pages: 4008-4011

    • DOI

      DOI:10.1016/j.tsf.2011.01.199

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin crossover and iron-rich silicate melt in the Earth's deeep mantle2011

    • Author(s)
      R.Nomura, H.Ozawa, S.Tateno, K.Hirose, J.Hernlund, S.Muto, H.Ishii, N.Hiraoka
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 147 Pages: 199-202

    • DOI

      10.1038/nature09940

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Degradation analysis of a Ni-based layered positive-electrode active material cycled at elevated temperatures studied by scanning transmission electron microscopy and electron energy-loss spectroscopy2011

    • Author(s)
      Y.Kojima, S.Muto, K.Tatsumi, H.Kondo, H.Oka, K.Horibuchi, Y.Ukyo
    • Journal Title

      Journal of Power Sources

      Volume: 196 Pages: 7721-7727

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2011.05.017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The valence state and partitioning of iron in the Earth's lowennost mantle2011

    • Author(s)
      R.Sinmyo, K.Hirose, S.Muto, Y.Ohishi, A.Yasuhara
    • Journal Title

      Jornal of Geophysical Research

      Volume: 116 Pages: B07205-1-B07205-9

    • DOI

      10.1029/2010JB008179

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] TEM-EELSによるパラメータフリー磁気円二色性測定法の開発2012

    • Author(s)
      武藤俊介、Jan Rusz
    • Organizer
      日本金属学会2012年度春期講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] 電子チャネリングEELSによるMnFe2O4の価数分析2012

    • Author(s)
      巽一厳、大澤周平、武藤俊介、Jan Rusz
    • Organizer
      日本金属学会2012年度春期講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] LiFePO_4正極における電位調整時の充放電履歴と粒内相分布2012

    • Author(s)
      小嶌悠嗣、武藤俊介、巽一厳、近藤広規、大砂哲、右京良雄
    • Organizer
      日本金属学会2012年度春期講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] エネルギー・環境材料と格子欠陥-分光TEMによる展開-2012

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 反応触媒濃度によるメソポーラスカーボンシリカの発光色制御2012

    • Author(s)
      佐藤功二、石川由加里、石井陽祐、川崎晋司、武藤俊介
    • Organizer
      公益社団法人日本セラミック協会2012年年会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] Diagnostic STEM-EELS Analysis of Cathodes in Lithium-Ion Secondary Batteries2012

    • Author(s)
      S.Muto, K.Tatsumi, Y.Kojima, H.Kondo, T.Sasaki, K.Horibuchi, Y.Ukyo
    • Organizer
      International Symposium on Role of Electron Microscopy in Industry~Toward genuine collaboration between academia and industry~
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-19
  • [Presentation] サブナノ領域分光イメージングー最新TEM分析技術2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      金属学会鉄鋼協会東海支部若手材料研究会第60回研究会「最新の分析評価技術」
    • Place of Presentation
      産業労働センターウィンクあいち(愛知県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-13
  • [Presentation] 今S/TEM-EELSの分析をどのように考えるべきか2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      学振141委員会研修セミナー「SEM,TEMにおける分光分析技術」
    • Place of Presentation
      東レ総合研修センター(静岡県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-01
  • [Presentation] 複合電子分光による機能元素電子状態解析2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)(基調講演)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-08
  • [Presentation] 検出器位置敏感な電子チャネリングによるサイト選択的EELS2011

    • Author(s)
      巽一厳、武藤俊介、ヤンラスツ
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-08
  • [Presentation] Ge添加シリカガラス発光材料のXAFS-S/TEM局所構造解析2011

    • Author(s)
      吉田朋子、武藤俊介、レニ ユリアティ、吉田寿雄
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-08
  • [Presentation] LiFePO_4正極における充放電履歴と粒内相分布2011

    • Author(s)
      小嶌悠嗣、武藤俊介、巽一厳、近藤広規、大砂哲、右京良雄
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] HARECXS法による硬磁性体中のコバルト占有サイトの同定2011

    • Author(s)
      服部和馬、巽一厳、武藤俊介、小林義徳、川田常宏、所久人
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] Analysis of nanostracture of Mesoporous Carbon-Silica Nanocomposites2011

    • Author(s)
      ファンウェイ、武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] CeO_2上に担持したRh微粒子の界面近傍の原子・電子構造とEELS2011

    • Author(s)
      清水覚浩、巽一厳、武藤俊介、小竹登、木下圭介
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] TiO_2光触媒上へのPtナノ粒子の光析出と水分解に対する粒子サイズの依存性2011

    • Author(s)
      箕浦康祐、吉田朋子、武藤俊介
    • Organizer
      日本金属学会第149回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-11-07
  • [Presentation] TEMを用いた分光法によるナノ機能評価の現状と今後2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      東北大学金属材料研究所ワークショップ「分野融合型格子欠陥研究の発展に向けて」
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所(宮城県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-10-28
  • [Presentation] Nano-analysis of functional materials by current S/TEM & electron spectroscopic methods2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      ハイニクスセミコンダクター講演会
    • Place of Presentation
      Hynix Headquarters (Korea)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-29
  • [Presentation] TEM法による蓄電池材料解析技術2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      第27回格子欠陥フォーラム
    • Place of Presentation
      立山国際ホテル(富山県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-20
  • [Presentation] 化学状態から探るリチウムイオン二次電池正極の相分布マッピング2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      第27回分析電子顕微鏡討論会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-06
  • [Presentation] Diagnostic STEM-EELS Analysis of Cathodes Degradation in Lithium-Ion Secondary Batteries2011

    • Author(s)
      S.Muto
    • Organizer
      Microscopy&Microanalysis 2011
    • Place of Presentation
      Nashville, Tennessee (USA)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-09
  • [Presentation] 高分子の電子線照射損傷について-炭素系材料の研究から-2011

    • Author(s)
      武藤俊介
    • Organizer
      富士フィルム講演会
    • Place of Presentation
      富士解析技術センター(神奈川県)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-16
  • [Presentation] Phase distribution and cycling history in the LiFePO_4 electrode2011

    • Author(s)
      小嶌悠嗣、武藤俊介、巽一厳、近藤広規、堀淵嘉代、右京良雄
    • Organizer
      日本顕微鏡学会(第67回)学術講演会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2011-05-18
  • [Remarks]

    • URL

      http://reginnovations.com/key-scientific-articles/degradation-analysis-of-a-ni-based-layered-positive-electrode-active-material-cycled-at-elevated-temperatures-studied-by-scanning-transmission-electron-microscopy-and-electron-energy-loss-Spectroscopy/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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