Creation of platform for the next generation synchrotron radiation microspectroscopy by multi-dimensional X-ray ptychography

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H05253
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Broad Section D
• Research Institution: Tohoku University (2019-2022); Osaka University (2018)
• Principal Investigator: TAKAHASHI Yukio 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 教授 (00415217)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石黒 志 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 助教 (20752455)
• Project Period (FY): 2018-06-11 – 2023-03-31
• Keywords: 放射光 / タイコグラフィ / XAFS / 機能性材料

Outline of Final Research Achievements

By upgrading the ptychography-XAFS method with X-ray optics and informatics approaches, we have established multidimensional X-ray ptychography to visualize nanoscale structures and chemical states inside micrometer-order bulk samples. A platform for synchrotron radiation nanospectroscopic imaging utilizing multidimensional X-ray ptychography was established by promoting applied research on the elucidation of the correlation between nanostructures and function of various practical materials such as catalyst materials, battery materials, and solder materials at several beamlines of SPring-8.

Free Research Field

放射光科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した多次元Ｘ線タイコグラフィは、X線光学的アプローチを用いた次世代の顕微分光イメージング法であり、放射光科学や顕微鏡学の観点から重要な成果である。また、本研究で構築した放射光顕微分光イメージングのプラットフォームを活用することで、不均一・複雑である実用材料の機能発現や劣化機構を理解し、新材料の設計にフィードバックすることが可能となり、様々な社会課題の解決に繋がる新材料の設計・開発が促進されることが期待される。