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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Time-Resolved Atomic Imaging of 3D Active-Site by Micro-Photoelectron Holography

Planned Research

Project Area3D Active-Site Science
Project/Area Number 26105007
Research InstitutionJapan Synchrotron Radiation Research Institute

Principal Investigator

木下 豊彦  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主席研究員 (60202040)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大門 寛  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20126121)
下村 勝  静岡大学, 創造科学技術大学院, 教授 (20292279)
室 隆桂之  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (50416385)
松井 文彦  分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 主任研究員 (60324977)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords光電子ホログラフィー / 顕微 / 電子状態 / 時間分解 / 局所構造 / イメージング / ドーパント / サンプル移送
Outline of Annual Research Achievements

半導体、超伝導物質などのドーパント、触媒反応の活性サイトなど、表面、界面近傍での「3D活性サイト」研究を進めるため、光電子ホログラフィーによる、3D原子配置の決定と、光電子・X線吸収分光による原子レベルでの電子状態の知見を得る目的で、以下の3つの課題を研究目標に掲げ、研究を進めた。
【課題1】エネルギー分解能向上による活性サイトの化学状態選別解析【課題2】マイクロビームによる微小領域活性サイトのピンポイント研究【課題3】外場に対して応答する活性サイトのダイナミクス研究
SPring-8の2本の軟X線ビームライン、BL07LSUとBL25SUを主な拠点とし、大学における実験室光源を利用した予備実験、あいちSRやフォトンファクトリー(PF)、ニュースバルなどを利用した予備実験を行い、成果が見込めるサンプルをSPring-8で測定する流れを作った。以上の測定環境を整えるための装置開発なども行い、3つの課題に関して所期の目的を達成した。スイス放射光での研究成果も出た。海外拠点としてSweden MAX IVとの連携も進めている。アルカリ金属を導入した化合物や触媒など、嫌気性のサンプルを扱うためのグローブボックス、UHVスーツケースも測定装置に接続し、応用可能な資料の範囲が格段に広がった。
高分解能光電子ホログラフィー測定が可能となり、同一元素でもサイトの違う構造に関しての研究が進み、不活性、活性サイトの理解が深まったほか、マイクロビームでの空間分解実験、時間分解実験に対する環境も整った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (34 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 9 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 14 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (3 results)

  • [Int'l Joint Research] デブレチェン大学(ハンガリー)

    • Country Name
      HUNGARY
    • Counterpart Institution
      デブレチェン大学
  • [Journal Article] Disorder and mixed valence properties of Sr2FeMoO6 studied by photoelectron diffraction and x-ray absorption spectroscopy2019

    • Author(s)
      Taguchi Munetaka、Matsui Fumihiko、Maejima Naoyuki、Matsui Hirosuke、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Surface Science

      Volume: 683 Pages: 53~56

    • DOI

      10.1016/j.susc.2019.02.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fermi level tuning of Ag-doped Bi2Se3 topological insulator2019

    • Author(s)
      Uesugi Eri、Uchiyama Takaki、Goto Hidenori、Ota Hiromi、Ueno Teppei、Fujiwara Hirokazu、Terashima Kensei、Yokoya Takayoshi、Matsui Fumihiko、Akimitsu Jun、Kobayashi Kaya、Kubozono Yoshihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 1~8

    • DOI

      10.1038/s41598-019-41906-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variable-deceleration-ratio wide-acceptance-angle electrostatic lens for two-dimensional angular and energy analysis2018

    • Author(s)
      Matsuda Hiroyuki、Toth Laszlo、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 89 Pages: 123105-1~10

    • DOI

      10.1063/1.5043317

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Distortion Analysis of Ir- and Co-doped LaAlO3/SrTiO3 (001) Interfaces by Hard X-ray Photoelectron Diffraction2018

    • Author(s)
      Lee Mihee、Tan Xin Liang、Yoneda Mitsutoshi、Okamoto Takashi、Tanaka Ikko、Higa Yudai、Peng Dawei、Ogi Masafumi、Kobayashi Shinta、Taguchi Munetaka、Lippmaa Mikk、Casanove Marie-Jos?、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Pages: 084601-1~4

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.084601

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Electric transport properties for three-dimensional angular-interconnects of Au wires crossing facet edges of atomically-flat Si{111} surfaces2018

    • Author(s)
      Takemoto Shohei、Hattori Azusa N.、Hattori Ken、Tanaka Hidekazu、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Pages: 090303-1~4

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.090303

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Site-sensitive X-ray photoelectron spectroscopy of Fe3O4 by photoelectron diffraction2018

    • Author(s)
      Hashimoto Yusuke、Taguchi Munetaka、Fukami Shun、Momono Hiroki、Matsushita Tomohiro、Matsuda Hiroyuki、Matsui Fumihiko、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Surface and Interface Analysis

      Volume: 51 Pages: 115~119

    • DOI

      10.1002/sia.6568

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Overview of Three-Dimensional Atomic-Resolution Holography and Imaging Techniques: Recent Advances in Local-Structure Science2018

    • Author(s)
      Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Pages: 061001-1~9

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.061001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Three-dimensional atomic arrangement around active/inactive dopant sites in boron-doped diamond2018

    • Author(s)
      Kato Yukako、Tsujikawa Daichi、Hashimoto Yusuke、Yoshida Taisuke、Fukami Shun、Matsuda Hiroyuki、Taguchi Munetaka、Matsushita Tomohiro、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 11 Pages: 061302-1~3

    • DOI

      10.7567/APEX.11.061302

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tensile-Strain-Dependent Spin States in Epitaxial LaCoO3 Thin Films2018

    • Author(s)
      Yokoyama Y.、Yamasaki Y.、Taguchi M.、Hirata Y.、Takubo K.、Miyawaki J.、Harada Y.、Asakura D.、Fujioka J.、Nakamura M.、Daimon H.、Kawasaki M.、Tokura Y.、Wadati H.
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 120 Pages: 206402-1~5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.206402

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Holographic Reconstruction of Photoelectron Diffraction and Its Circular Dichroism for Local Structure Probing2018

    • Author(s)
      Matsui Fumihiko、Matsushita Tomohiro、Daimon Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Pages: 061004-1~11

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.061004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photoelectron Diffraction and Holography Studies of 2D Materials and Interfaces2018

    • Author(s)
      Kuznetsov Mikhail V.、Ogorodnikov Ilya I.、Usachov Dmitry Yu.、Laubschat Clemens、Vyalikh Denis V.、Matsui Fumihiko、Yashina Lada V.
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 87 Pages: 061005-1~12

    • DOI

      10.7566/JPSJ.87.061005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Site- and spin-dependent coupling at the highly ordered h-BN/Co(0001) interface2018

    • Author(s)
      Usachov Dmitry Yu.、Tarasov Artem V.、Bokai Kirill A.、Shevelev Viktor O.、Vilkov Oleg Yu.、Petukhov Anatoly E.、Rybkin Artem G.、Ogorodnikov Ilya I.、Kuznetsov Mikhail V.、Muntwiler Matthias、Matsui Fumihiko、Yashina Lada V.、Laubschat Clemens、Vyalikh Denis V.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Pages: 195438-1~10

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.98.195438

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mapping nanometer and micrometer-scale structures at graphite surface by photoelectron diffraction2018

    • Author(s)
      Fujita Yoshiki、Ota Hiroshi、Matsushita Tomohiro、Muro Takayuki、Senba Yasunori、Matsui Fumihiko
    • Journal Title

      Surface and Interface Analysis

      Volume: 51 Pages: 74~78

    • DOI

      10.1002/sia.6551

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ダイヤモンドにドープされたドーパントの数種類の局所構造2019

    • Author(s)
      横谷尚睦
    • Organizer
      第32回 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 原子分解能ホログラフィーが拓く局所構造物性科学2019

    • Author(s)
      大門 寛
    • Organizer
      日本表面真空学会 東北・北海道支部講演会
    • Invited
  • [Presentation] Dopant local structures of doped diamond studied byhigh-resolution photoelectron holography2018

    • Author(s)
      Takayoshi Yokoya
    • Organizer
      E-MRS 2018 Fall
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 3D atomic arrangement analysis around chemical-state selected atoms by atomic-resolution holography using display analyzer2018

    • Author(s)
      Hiroshi Daimon
    • Organizer
      IUPAC Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 3D Atomic Arrangement around Active-site Atoms by Atomic-resolution Holography2018

    • Author(s)
      Hiroshi Daimon
    • Organizer
      Seminar at North University of China
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of 3D Atomic Arrangement of Active-site by Photoelectron and Other Atomic-resolution Holographies2018

    • Author(s)
      Hiroshi Daimon
    • Organizer
      TASPEC2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Atomic-resolution Holographies for 3D Atomic Arrangement around Active-site Atoms2018

    • Author(s)
      Hiroshi Daimon
    • Organizer
      IWAMSN 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Microbeam ARPES and high-resolution RFA: Newly developed photoemission stations at soft-x-ray beamline BL25SU of SPring-82018

    • Author(s)
      Takayuki Muro
    • Organizer
      TASPEC2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Overview of recent atomic-resolution holographies developed in Japan and the project of 3D active-site science2018

    • Author(s)
      Hiroshi Daimon
    • Organizer
      Symposium on 3D Active-site Science in London
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Status of photoelectron holography at SPring-8: Experimental setup for time- and space-resolved technique and application to individual atomic imaging of multiple dopant sites2018

    • Author(s)
      Toyohiko Kinoshita
    • Organizer
      Symposium on 3D Active-site Science in London
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 今迄の表面、真空・これからの表面、真空と今後の表面真空学会と産業界、工業会との繋がり2018

    • Author(s)
      大門 寛
    • Organizer
      日本真空工業会 記念講演会
    • Invited
  • [Presentation] 高分解能・高立体角の二次元表示型電子エネルギー分析器2018

    • Author(s)
      大門 寛
    • Organizer
      マイクロビームアナリシス第114委員会 第173回研究会
    • Invited
  • [Presentation] 原子分解能ホログラフィーによる活性原子周りの3D原子配列2018

    • Author(s)
      大門 寛
    • Organizer
      原研セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 表面・界面分析概論、真空技術基礎2018

    • Author(s)
      大門 寛
    • Organizer
      第66回 表面科学基礎講座
    • Invited
  • [Book] Journal of Surface Analysis2018

    • Author(s)
      下村勝、近藤篤義、遠藤頼夢ほか多数
    • Total Pages
      150
    • Publisher
      表面分析研究会
  • [Book] X線光電子分光法2018

    • Author(s)
      高桑 雄二
    • Total Pages
      368
    • Publisher
      講談社サイエンティフィク
    • ISBN
      978-4-06-514047-5
  • [Remarks] 3D活性サイト科学

    • URL

      https://sites.google.com/a/3d-activesite.jp/3d-activesite/

  • [Funded Workshop] SSNS'192019

  • [Funded Workshop] Symposium on 3D Active-site Science in London2019

  • [Funded Workshop] TASPEC2018

URL: 

Published: 2019-12-27  

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