2020 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamentals of Innovative Atomic Resolution Field Emission Microscope and Development of Low Energy Electron Microscope
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18H01882
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| Research Institution | Toyota Physical and Chemical Research Institute |
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Principal Investigator |
齋藤 弥八 公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (90144203)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中原 仁 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20293649)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | カーボンナノチューブ / グラフェン / 電子放出 / 電界放出 / 電界イオン顕微鏡 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．エミッタ表面に吸着した分子の動的挙動と原子分解能観察：電界放出・電界イオン顕微鏡（FEM/FIM）の中で、大気にさらすことなく有機分子を堆積する装置を作製した。ペンタセンを観察対象に選び，その電界放出顕微鏡（FEM）および電界イオン顕微鏡（FIM）像の観察を行なった。CNT表面上に吸着させたペンタセンのFEM像は、2から4本の太い縞（干渉縞より太い）として現れ、五員環の上、および２つの五員環の間の領域に観察された。また，ネオンを結像ガスとするFIM観察では、繭形（亜鈴形）の輝点が観察され、その位置が刻々と変化し、2つの繭形輝点が平行にペアを形成することを見出した。繭形パターンは、ペンタセン分子の長手方向がCNT表面に垂直に立った状態で吸着し、先端のベンゼン環の最低空軌道（LUMO）の空間分布を反映していると推測される。
２．電子線の干渉実験装置の製作と干渉実験：電子バイプリズムを作製し，現有のFEMに取り付け，CNTからの放出電子の干渉実験を行なった。中央電極には，銀被覆された白金極細線（ウォラストン線）を用いた。今年度は，銀皮膜の除去までには至らず，銀被覆のままのウォラストン線（外径69μm）を中央電極として予備的実験を行なった。加速電圧700Vで，中央電極10-50Vにおいて，CNTから電界放出された電子をこのバイプリズムで重畳させたが，干渉縞は観察されなかった。干渉縞の観察には，中央電極を極限まで細くすることに加えて，加速電圧および中央電極の電圧を下げ，さらに電界放出像の拡大率を上げる必要のあることが分かった。
３．低速電子投影型顕微鏡の改良と性能評価：マイクログリッドの観察では，およそ5000倍の投影像を撮影することが出来たが，膜穴の縁での電子の屈折により，細い架橋部分では電子の回り込みが顕著に観察された。単層グラフェンおよび単層CNTの観察も行なった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
