2016 Fiscal Year Annual Research Report
軽元素標的型ラボラトリー逆光電子ホログラフィー装置開発と先端機能材料への応用
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16H03849
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
林 好一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20283632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 耕治 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20772875)
廣瀬 靖 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50399557)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 逆光電子ホログラフィー / 局所構造 / ３D原子イメージング / 酸窒化物 / 軽元素 / 窒化ガリウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モデルフリーな構造解析法である原子分解能ホログラフィー技術の多くが放射光を必要とするのに対し，逆光電子ホログラフィーは電子顕微鏡を用いることで実験室レベルでの測定を可能としている．SEMのステージ操作とEDX装置での同時操作プログラムの作成により，逆光電子ホログラフィーの自動測定化に成功した．実験では，1.5keVと20.0keVの電子線を用いてホログラムの測定を行った．電子線ホログラムに特徴的な前方散乱ピークと菊池線を，1.5keV，20.0keVの両方のホログラムにおいて確認できた．20.0keVのホログラムは，1.5keVのホログラムに比べ，パターンが非常に細かいため，より大きな散乱体積に起因するホログラムが得られていることが分かった．従って，高いエネルギーの電子線を用いると，よりバルク敏感な測定ができることが分かった．また，実験ホログラムに対し，フィッティングと最大エントロピー法を組みさせた再生アルゴリズム用い，実空間像を計算させることにより，原子像を再現することができた．また，理論計算によるホログラムから再生した原子像と，実験による原子像が比較的良い一致を示すことが確認された．ここでは，像再生計算に後方散乱を無視する計算を組み込むことで，エネルギーが20.0keV以上の硬Ｘ線を用いたホログラムに対しての再生精度を上げることに成功した．酸窒化物のホログラム測定については，測定条件の検討を進めている段階である．また，シミュレーションを用いたホログラムの計算を，シス型とトランス型に対して行った．その結果，ホログラムパターンに明瞭な違いがあることを確認している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験・データ解析については，予定通り順調に進んでいる．また，論文執筆も進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
軽元素のホログラム測定に関しては，データの取得や解析については概ね方針が立った．しかしながら，本課題の主目的は，異なるアニオンのホログラムを分別して測定・解析することである．今後は，複合アニオン化合物であるSrTaO2Nエピタキシャル膜の酸素及び窒素のホログラムの測定に取り組み，フィッティング法を駆使した原子像の再生に取り組む．またそれを詳細に解析することによって，酸素・窒素コンフィグレーションの決定を行い，強誘電特性との相関性についての議論する．一方，パワー半導体デバイス用の炭素ドープGaNについて，逆光電子ホログラフィーの実験を進める．ここでは炭素及び窒素のホログラムを分別して測定することを目的とする．
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