2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22246127
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
楊 金峰 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (90362631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成瀬 延康 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (30350408)
吉田 陽一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (50210729)
近藤 孝文 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (50336765)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 電子顕微鏡 / 計測工学 / フォトカソードRF電子銃 / フェムト秒電子線 / 量子ビーム誘起高速現象 / 分子・原子イメージング |
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| Research Abstract |
平成24年度には、世界に先駆けて、フォトカソードRF電子銃を用いた時間分解MeV電子顕微鏡実証機を製作し、フェムト秒短パルス電子ビームを利用した電子顕微鏡の原理実証に成功した。
１）世界初のフォトカソードRF電子銃を用いた時間分解MeV電子顕微鏡実証機の製作
超高圧電子顕微鏡（3MeV）を対応する最大磁場強度が2T以上の投影磁気レンズと1.2T以上の中間磁気レンズを設計・製作し、平成23年度に製作した高精度対物レンズを組み合わせて拡大倍率が5000倍以上の結像レンズシステムを完成した。これを用いて、平成22年度に開発した高性能フェムト秒RF電子銃、入射レンズ光学系とMeV電子ビームが測定可能なイメージング検出器を実装し、世界に先駆けてフォトカソードRF電子銃を用いた時間分解MeV電子顕微鏡を製作した。
２）フェムト秒電子線パルスを利用した電子顕微鏡の原理実証
まず、RF電子銃の高度化により、パルス幅が100fs、エミッタンスが0.2mm-mrad、エネルギー分散が10の-4乗の高品質電子ビームの発生に成功した。このフェムト秒電子線パルスを利用し、RF電子銃を用いた電子顕微鏡実証機における明瞭な金単結晶MeV電子線回折パターンを得ることができ、シングルショット電子線回折の測定に成功した。次に、対物レンズと投影レンズを組み合わせて、フェムト秒MeV電子線パルスを利用した拡大倍率が1700倍、解像度が30nmのイメージングに成功し、金単結晶薄膜の透過電子顕微鏡像の観察に成功した。原理実証の結果により、RF電子銃はフェムト秒短パルス電子ビームが発生可能な強力なソースである。RF電子銃を用いた時間分解電子顕微鏡は、フェムト秒とナノメートルの時空間分解能が同時に実現可能な測定手法であり、物質中相転移などの原子レベルでの構造変化ダイナミクスの解明に期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(26 results)
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[Presentation] Smith-Purcell Radiation Based on Femtosecond Electron Beam2012
Author(s)
K. Kan, J. Yang, A. Ogata, T. Kondoh, T. Toigawa, K. Norizawa, H. Kobayashi, Y. Yoshida, M. Hangyo, R. Kuroda, H. Toyokawa
Organizer
International Symposium on Frontiers in THz Technology
Place of Presentation
Todaiji Culture Center, Japan
Year and Date
20121126-20121130
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[Presentation] Terahertz-wave generation using metamaterial and femtosecond electron bunch2012
Author(s)
K. Kan, J. Yang, A. Ogata, T. Kondoh, K. Norizawa, Y. Yoshida, M. Hangyo, R. Kuroda, H. Toyokawa
Organizer
37th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
Place of Presentation
Wollongong, Australia
Year and Date
20120923-20120928
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[Presentation] 多モードテラヘルツ波解析による電子ビーム診断の研究2012
Author(s)
野澤一太, 菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
日本原子力学会「2012年秋の大会」
Place of Presentation
広島大学（広島県）
Year and Date
20120919-20120921
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[Presentation] フェムト秒電子ビームを用いたスミス・パーセル効果の研究2012
Author(s)
菅晃一, 楊金峰, 小方厚, 近藤孝文, 樋川智洋, 法澤公寛, 小林仁, 吉田陽一, 萩行正憲, 黒田隆之助, 豊川弘之
Organizer
第9回日本加速器学会年会
Place of Presentation
大阪大学（大阪府）
Year and Date
20120808-20120811
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