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2023 Fiscal Year Annual Research Report

透過電子顕微鏡による電磁場その場観察の高度化

Research Project

Project/Area Number 21H04608
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

赤瀬 善太郎  奈良先端科学技術大学院大学, データ駆動型サイエンス創造センター, 特任准教授 (90372317)

Project Period (FY) 2021-04-05 – 2024-03-31
Keywords透過電子顕微鏡 / 電磁場解析 / その場観察 / ローレンツ顕微鏡法 / 電子線ホログラフィー
Outline of Annual Research Achievements

本研究では近年透過電子顕微鏡の高分解能観察およびその場観察の分野にて技術的ブレイクスルーを起こした高性能CMOSカメラを、研究代表者が独自に開発した磁区構造変化その場観察手法(動的磁場下ローレンツ顕微鏡法)に適用し、得られるデータの質の大幅な改善を図った。具体的には2048x2048の解像度で100fps,512x512の解像度で300pfsの定量的電子顕微鏡像が得られることになり、粒界や転位などの格子欠陥と、駆動する磁壁の相互作用の詳細がはじめて記録できるようになり、各フレームにおいてデータの定量解析が可能となった。また、強度輸送方程式による磁場の可視化との連携や、電子線ホログラフィーによる電場変動の時間分解評価(タイ国Khon Kaen大学との国際共同研究)などの高速カメラ特性を利用した電磁場解析の周辺技術の開拓を行った。
高性能CMOSカメラは先端研究設備プラットフォームプログラム「顕微イメージングソリューションプラットフォーム」で利用できる共用機器の透過電子顕微鏡に設置し、本課題で開発した手法をプラットフォーム課題申請者にも利用してもらう(機器の操作及びデータ解析は研究代表者が行う)ことで、企業や研究機関、大学の多くの研究者とともに、ノイズフィルタ用フェライトコア、新規磁性微粒子、火力プラント用鋼板、自動車用鋼板などの多岐にわたる実用材料・先端材料の評価に本手法を適用した。具体的には組成および作製条件の異なる試料での磁区構造と磁壁挙動の差を可視化や、材料の強度と磁場応答の関係を材料組織と磁壁の運動の関係という微視的な視点からの解明に取り組んだ。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Department of Anatomy/Faculty of Medicine/Khon Kaen University(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      Department of Anatomy/Faculty of Medicine/Khon Kaen University
    • # of Other Institutions
      1
  • [Journal Article] Time-Resolved Electron Holography and Its Application to an Ionic Liquid Specimen2023

    • Author(s)
      Yoh Iwasaki , Zentaro Akase , Keiko Shimada , Ken Harada , Daisuke Shindo
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 72 Pages: 455-459

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfad003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Feイオン照射したFe-Cr合金断面の微細構造及び磁区観察2024

    • Author(s)
      鎌田 康寛, 山﨑 健太, 村上 武, 清水 一行, 渡辺 英雄, 安堂 正己, 野澤 貴史, 赤瀬 善太郎
    • Organizer
      日本金属学会第174回春季講演大会
  • [Presentation] 軟磁性材料の動的磁場下での磁区構造観察2023

    • Author(s)
      赤瀬善太郎
    • Organizer
      顕微イメージングソリューションプラットフォームシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Time-resolved Evaluation of Electric Fluctuations around a Charged Specimen by Electron Holography2023

    • Author(s)
      Z. Akase, H. Magara, T. Sato, Y. Iwasaki, K. Shimada, D. Shindo, W. Hipkaeo, P. Srison, W. Sirithanaphol, U. Rompsaithong, H. Kondo
    • Organizer
      The 20th International Microscopy Congress (IMC20)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自動車用鋼板のダイクエンチプロセスにおける電磁計測による非破壊品質評価2023

    • Author(s)
      鎌田康寛, 沼倉恭平, 村上武, 清水一行, 赤瀬善太郎
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第185回春季大会
  • [Presentation] クリープ損傷したASME Gr.91耐熱鋼の磁区観察2023

    • Author(s)
      久慈聖太, 國枝暁人, 清水一行, 鎌田康寛, 赤瀬善太郎, 石井範幸, 長谷川泰士
    • Organizer
      日本金属学会第173回秋季講演大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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