2021 Fiscal Year Research-status Report
Innovation of synchrotron radiation moving image by single-shot X-ray ptychography
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20K20523
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 幸生 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)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射光 / コヒーレント回折イメージング / 位相回復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度は、以下の２つの項目を中心に実施した。
①テスト試料を用いたシングルショットコヒーレント回折イメージングの原理実証
SPring-8において、三角形開口を導入したシングルショットコヒーレント回折イメージング(シングルショットCDI)の実証実験を行なった。5keVに単色化された放射光X線を三角形開口によって切り出し、FZPにより2分の1に縮小した。そして、200nm厚さのタンタルテストチャートに照射し、EIGER検出器により回折強度パターンを取得した。1枚あたり10秒露光の回折強度パターンからの再構成像は、同じ露光時間のタイコグラフィと比較して照明領域については同等の像質であり、空間分解能は17 nmであった。また、露光時間を10秒から10ミリ秒まで短くした結果、100ミリ秒まではFZPの空間分解能を超える50 nm以下の空間分解能を維持できた。
②溶液封入セルの作製と評価
シングルショットCDIによる動画撮像の実証として、液中の金コロイド粒子のブラウン運動の可視化を検討している。本シングルショットCDI光学系は、試料を真空中に配置する必要があるため、液系試料はセルに封入する必要がある。そこで、窒化ケイ素メンブレンチップ２枚を窓枠状に加工されたカプトンフィルムで挟み、接着する封入型のセルを作製した。レーザー加工で窓枠状に加工した厚さ50μmのカプトンフィルムを用いて、金コロイド粒子が分散した溶液を窒化ケイ素メンブレンチップで挟みアラルダイトで接着した。そして、真空槽内にセルを配置し、1パスカル以下の真空度で３日間保持した結果、セルから溶液が漏れることなく、金コロイド水溶液が封入された状態を維持できることを確認した。
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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
当初予定していた計画を順調に進めることができた。三角形開口を用いたシングルショットCDIを実証し、それを用いた動画撮像の実証に向けて、溶液封入セルの作製を行った。その実証に向けた照明光学系の開発を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の予定として、シングルショットCDIによる金コロイド粒子の動画撮像の実証ならびに様々な材料系試料の動画イメージングに関する応用研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
試料調製のための消耗品費、大型放射光施設SPring-8への出張旅費、論文投稿料に助成金を使用する。
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