光子―光子および電子―光子相関による超分解能の蛍光寿命イメージング顕微鏡

2021 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 21K18195
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Sannomiya Takumi 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60610152)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 あゆみ 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70406833) ; 秋葉 圭一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (80712538)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31

Summary of the Research Project

本研究は、生体現象・生体機能や光デバイス機能を可視化する蛍光寿命顕微鏡において、光子－光子相関測定および新たな電子－光子相関測定という手法を用いることにより、光の回折限界を大きく超える1nmオーダーの空間分解能での蛍光寿命イメージングを可能にするものである。この高分解能イメージングの開発過程において、発光過程の本質に関わるパラメータである発光遷移確率の抽出も行う。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

本研究は、蛍光寿命イメージングの分解能を走査型透過電子顕微鏡(STEM)と同等レベルに大幅に高めることで、生体機能の解明や半導体の欠陥・発光中心の解析に革新をもたらすものである。特に、電子－光子相関測定は、発光中心の空間密度が高い試料に限らず幅広い物質に適用できる。また、パルス電子銃の同期を必要としないため、市販の電子顕微鏡へ測定系を組み込むことで実施可能であることから大きな波及効果が期待される。