2021 Fiscal Year Final Research Report
Semiconductor electron beam source that brings fine-area dynamics observation technology to damage sensitive samples
Project/Area Number |
19H00666
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Medium-sized Section 14:Plasma science and related fields
|
Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
Nishitani Tomohiro 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 客員准教授 (40391320)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
目黒 多加志 東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 教授 (20182149)
洗平 昌晃 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (20537427)
成田 哲博 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (30360613)
本田 善央 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (60362274)
石川 史太郎 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (60456994)
田渕 雅夫 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 教授 (90222124)
市川 修平 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 助教 (50803673)
保田 英洋 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60210259)
七井 靖 青山学院大学, 理工学部, 助教 (80755166)
|
Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
Keywords | フォトカソード / 電子ビーム / 半導体 / 負電子親和力表面 / パルス電子ビーム |
Outline of Final Research Achievements |
For the first technological innovation in electron microscopy electron beam sources in 50 years, this study has worked to realize an electron beam with never-before-seen high performance and versatility using a semiconductor photocathode. By optimizing the materials and structures of semiconductors such as gallium nitride and gallium arsenide in this research, we succeeded in achieving high performance with electron momentum dispersion one order of magnitude lower than that of conventional technologies, a large current at the milliampere level, and generating pulsed electron beams with nanosecond width which is difficult with conventional technologies.
|
Free Research Field |
電子ビーム源
|
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で達成した電子の運動量のばらつきが極少の電子ビームと従来困難であった極めて短い時間幅のパルス電子ビームの実現は、電子顕微鏡の核心技術である電子源の材料を金属から半導体へと刷新することで、実環境下のまま分子・原子レベルで試料を観測する新奇技術を創出する可能性を持つ。本研究でも示唆した水溶液中で動き回る生きた生体分子や電池材料が充放電する様子などを分子レベルで観測するような潜在的応用例などからも、本技術の社会実装により創薬だけでなくエネルギーなど幅広い分野で技術革新の源になると期待される。
|