電子チャネリングを用いたサイト選択的EELS分光の定量化と磁性原子層電子状態解析

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21760516
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 巽 一厳 Nagoya University, 工学研究科, 講師 (00372532)
• Keywords: 原子サイト選択 / TEM-EELS / 動力学計算 / 電子チャネリング / スピネルフェライト / d軌道電子 / スピントロニクス / 第一原理計算

Research Abstract

本研究の目的は,透過電子顕微鏡(TEM)に付随する電子線エネルギー損失分光(EELS)に電子線のチャネリング効果を利用した,局所領域でのサイト選択的電子状態解析を確立し,複数の機能サイトをもっ磁性材料解析に応用することである.A.測定シミュレーションの高精度化B.測定のデジタル自動制御C磁性多層薄膜の設計指針の獲得の3点の連携より,障害となる問題点を克服し,本解析法の有用性を示す.
平成21年度はA.に関して、チャネリングEELSのシミュレーションの拡張、Bに関して、電子ビームロッキングEELS測定のスクリプト作成、Cに関して実用材料分析の手始め、をそれぞれ課題事項として掲げた。チャネリングEELSのシミュレーションはスウェーデン国ウプッサラ大のJan Rusz博士と共同で多波での動力学回折とEELS非弾性散乱を組み込んだ計算プログラムを開発し、実験結果と比較した。電子ビームロッキングEELS測定では、日本電子製JEM-2100で動作するPC制御スクリプトを作成した。これらは良好に動作し、スピントロニクス材料の一例であるスピネルフェライトNiFe_2O_4中のFeのd軌道電子の配置状態をサイトごとに分析し、現在論文を投稿中である。また、チャネリングEELS測定のシミュレーションよりEELS検出器位置敏感な測定法の可能性が見出され、試行実験において結晶サイトによるEELSスペクトル形状が検出器位置に依存して変調するのが確認された。

Research Products

• [Journal Article] Local electronic structure analysis by site-selective ELNES using electron channeling and first-principles calculations (2009)
  • Author(s): K.Tatsumi, S.Muto
  • Journal Title: J.Phys.: Condens. Matter 21 Pages: 104213(14)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local electronic and atomic structures of Ce^<3+>-containing fluoride/oxide determined by TEM-EELS and first principles calculations (2009)
  • Author(s): I.Nishida, K.Tatsumi, S.Muto
  • Journal Title: Mater. Trans. 50 Pages: 952-958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermoelectric properties of Ba_3Co_2O_6(CO_3)_(0.7) containing one-dimensional CoO_6 octahedral columns (2009)
  • Author(s): K.Iwasaki, T.Yamamoto, H.Yamane, T.Takeda, S.Arai, H.Miyazaki, K.Tatsumi, M.Yoshino, T.Ito, Y.Arita, S.Muto, T.Nagasaki, T.Matsui
  • Journal Title: J.Appl. Phys. 106 Pages: 034905
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 種々的電子状態評価技法の比較-ELNESに基づく化学結合性の議論- (2009)
  • Author(s): 武藤俊介, 巽一厳
  • Journal Title: 顕微鏡 44 Pages: 191
• [Presentation] 電子チャネリングを利用したサイト選択的EELSの理論計算と測定法の検討 (2010)
  • Author(s): 巽一厳・武藤俊介・西田育生・Jan Rusz
  • Organizer: 日本金属学会 2010年春期(第146回)大会
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] 電子チャネリングを利用した遷移金属酸化物におけるサイト選択的EELSとその理論計算 (2009)
  • Author(s): 巽一厳・武藤俊介・西田育生・Jan Rusz
  • Organizer: 日本セラミックス協会第22回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] 高角度分解能電子チャネリングEELSによるサイト別電子状態・占有率の決定 (2009)
  • Author(s): 西田育生・巽一厳・武藤俊介
  • Organizer: 日本金属学会 2009年秋期(第145回)秋期大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] 電子定在波EELSによるスピネルフェライト中Fe3+の結晶場依存電子構造 (2009)
  • Author(s): 巽一厳・武藤俊介・西田育生・Jan Rusz
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第65回学術講演会2009
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2009-05-29
• [Presentation] Detection of Fe^<3+> crystal field splits associated with T- and O-sites in spinel cobalt-ferrite (2009)
  • Author(s): I.Nishida, K.Tatsumi, S.Muto
  • Organizer: EDGE 2009
  • Place of Presentation: カナダ バンフセンター
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] Site-selective EELS analysis by utilizing electron channeling, multivariate curve resolution and first principles calculation (2009)
  • Author(s): K.Tatsumi, I.Nishida, S.Mutol
  • Organizer: EDGE 2009
  • Place of Presentation: カナダ バンフセンター
  • Year and Date: 2009-05-20