Informatics-aided resolution enhancement of scanning x-ray microscope

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K12504
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Ohsumi Hiroyuki 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (90360825)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 走査型X線顕微鏡 / ブラインド・デコンボリューション / マルチフレーム超解像

Outline of Final Research Achievements

Probabilistic information processing techniques have been developed to improve spatial resolution of a scanning x-ray microscope that visualizes material properties and functions. Denoising, deblurring, upsampling and blind deconvolution are applied to micrographs measured with redundancy. Integration of informatics and instrumentation has enabled scanning x-ray microscopy under variable temperature.

Free Research Field

放射光科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ハードウェアの高精度化や繰り返し測定による統計量抽出の代替手段として、確率的情報処理が走査型X線顕微観察装置に対しても有効であることを示し、新たな装置高性能化の方向性を提示した。また、試料温度を変化させも破綻しない物性や材料機能の分析イメージングを実現し、エネルギー問題や環境問題に大きく貢献できるメゾスコピックな物質構造科学研究のツールとして一段階進化させることに成功した。