2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of real space charge density mapping method using atomic-resolution DPC STEM and its application to material interfaces
| Project/Area Number |
17H01316
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
柴田 直哉 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10376501)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 亮 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20734156)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 走査型透過電子顕微鏡 / 材料界面 / 電荷密度 / 微分位相コントラスト法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、申請者らが近年開発した原子分解能DPC STEM法をベースとして、材料局所領域の電荷密度分布を原子レベルで実空間マッピングするための新たな電子顕微鏡法を開発する。更に、この手法を無機材料界面構造解析に応用することで、異種結晶間の界面形成メカニズムを原子・電子スケールから本質的に明らかにすることを最終的な目標としている。
本年度は、実際の試料膜厚を想定した動力学的回折効果を加味した原子電場・電荷密度分布の理論計算解析を行い、その効果が像解釈に及ぼす影響の検証を系統的に行った。ここで得られた知見を基に、CTF理論とマルチスライス計算に基づいた反復的計算を行うことにより動力学的回折効果を除去する手法の開発を行った。その結果、10nm程度の試料厚の結晶では動力学回折効果の影響を除去でき、定量的な電場・電荷密度分布解析が可能であることを示した。また、原子分解能DPC STEMからの局所電磁場情報を電荷密度分布に変換するオペレーションソフトを実装し、電荷密度分布のライブイメージングを可能にした。この像観察により、像非点やフォーカスなど光軸条件の更なる精密調整が可能になるという副次的なメリットも生まれた。また、GaN系半導体モデルヘテロ界面において本手法を応用し、界面における電荷移動に伴う電場分布観察に成功した。更に、これまでの研究結果を総括し、原子レベルでの電場分布及び電荷密度分布直接観察手法としてDPC STEM法を確立し、界面解析への有効性を示すことにも成功した。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
-
-
[Journal Article] Oxysulfide photocatalyst for visible-light-driven overall water splitting2019
Author(s)
Qian Wang, Mamiko Nakabayashi, Takashi Hisatomi, Song Sun, Seiji Akiyama, Zheng Wang, Zhenhua Pan, Xiong Xiao, Tomoaki Watanabe, Taro Yamada, Naoya Shibata, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
-
Journal Title
Nature Materials
Volume: 18
Pages: 827-832
DOI
Peer Reviewed
-
-
[Journal Article] Efficient hydrogen evolution on (CuInS2)x(ZnS)1-x solid solution-based photocathodes under simulated sunlight.2019
Author(s)
Jiao Zhao, Tsutomu Minegishi, Hiroyuki Kaneko, Guijun Ma, Miao Zhong, Mamiko Nakabayashi, Takashi Hisatomi, Masao Katayama, Naoya Shibata, Taro Yamada, Kazunari Domen
-
Journal Title
Chemical communications (Cambridge, England)
Volume: 55
Pages: 470-473
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Metal selenide photocatalysts for visible-light-driven Z-scheme pure water splitting2019
Author(s)
Shanshan Chen, Guijun Ma, Qian Wang, Song Sun, Takashi Hisatomi, Tomohiro Higashi, Zheng Wang, Mamiko Nakabayashi, Naoya Shibata, Zhenhua Pan, Toshio Hayashi, Tsutomu Minegishi, Tsuyoshi Takata, Kazunari Domen
-
Journal Title
Journal of Materials Chemistry A
Volume: 7
Pages: 7415-7422
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
