2021 Fiscal Year Annual Research Report
Li化学状態の空間分布を可視化する極低エネルギー軟X線顕微鏡の開発
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20H02853
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
堀場 弘司 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 主幹研究員 (10415292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細野 英司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80462852)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Liイオン電池 / 転換可視蛍光収量 / 軟X線吸収分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Liは蓄エネルギーデバイスの根幹を担う元素として近年その重要性が益々高まっており、特にLiイオン電池等の蓄エネルギーシステムは、固体電極活物質内へのイオンの空間的移動を動作原理とするため、物質中におけるLiイオンの空間的挙動を解明することは非常に重要である。Liイオンを元素識別するためにはX線吸収端の利用が必要不可欠であるが、Li元素における唯一のX線吸収端である50 eV付近の極低エネルギー軟X線は物質への透過力が非常に小さいため、通常の透過型集光素子や試料透過X線測定を用いた軟X線顕微分光の適用が困難である。そこで本研究では、反射型集光素子や転換可視蛍光収量法などの新しい要素技術を適用して、極低エネルギー軟X線領域でも利用可能な走査型透過軟X線顕微鏡を開発し、Liイオン電池等におけるLiイオン化学状態のナノスケール空間分布の可視化を目指す。今年度は採用した反射型集光素子であるK-Bミラーシステムにおいて約10ミクロン程度に集光した50 eV付近の軟X線を用いて、このシステムをARPES装置に組み込み、空間分解能10ミクロンでの分光測定に成功した。
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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
本研究申請における達成目標は、目的である「50 eVの極低エネルギー軟X線領域でも利用可能な走査型透過軟X線顕微鏡」を完成させることにある。完成までの工程としては、
①転換可視蛍光収量法の改善に取り組み、50 eVの極低エネルギー軟X線において高効率・高性能で利用可能なシンチレーション基板の探索と検出システムの最適化を行う。
②K-Bミラー集光システムを構築し、50 eVの極低エネルギー軟X線においてマイクロビームを達成する。
③①と②の両者を融合し、また顕微分光用の高精度試料走査ステージと組み合わせてシステム化することで、50 eVの極低エネルギー軟X線領域でも利用可能な走査型透過軟X線顕微鏡を実現する。
の3段階に分けられる。
現在までに②のK-Bミラー集光システムによる50 eVの極低エネルギー軟X線のマイクロ集光を実現しており、また①についても検出システムの開発が進んでおり、計画通り順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究申請における達成目標は、目的である「50 eVの極低エネルギー軟X線領域でも利用可能な走査型透過軟X線顕微鏡」を完成させることにある。完成までの工程としては、
①転換可視蛍光収量法の改善に取り組み、50 eVの極低エネルギー軟X線において高効率・高性能で利用可能なシンチレーション基板の探索と検出システムの最適化を行う。
②K-Bミラー集光システムを構築し、50 eVの極低エネルギー軟X線においてマイクロビームを達成する。
③①と②の両者を融合し、また顕微分光用の高精度試料走査ステージと組み合わせてシステム化することで、50 eVの極低エネルギー軟X線領域でも利用可能な走査型透過軟X線顕微鏡を実現する。
の3段階に分けられる。
現在までに②のK-Bミラー集光システムによる50 eVの極低エネルギー軟X線のマイクロ集光を実現しており、今後は引き続き①の検出システム開発に重点的に取り組んでいく予定である。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Crystalline boron monosulfide nanosheets with tunable bandgaps2021
Author(s)
Kusaka H、Ishibiki R、Toyoda M、Fujita T、Tokunaga T、Yamamoto A、Miyakawa M、Matsushita K、Miyazaki K、Li L、Shinde Satish L、S. L. Lima M、Sakurai T、Nishibori E、Masuda T、Horiba K、Watanabe K、Saito S、Miyauchi M、Taniguchi T、Hosono H、Kondo T
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Journal Title
Journal of Materials Chemistry A
Volume: 9
Pages: 24631～24640
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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