2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25249093
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
進藤 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20154396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 恭和 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (30281992)
赤瀬 善太郎 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90372317)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 電子線ホログラフィー / 帯電 / 絶縁体 / 電子顕微鏡 / 二次電子 / 生体試料 / トナー / 検出器 |
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| Research Abstract |
本研究は、電子線ホログラフィーと新規開発する二次電子検出器を駆使して、絶縁体試料の帯電現象を明らかにすることを目的とする。
二次電子検出器の設計については、電子線ホログラフィー専用の透過電子顕微鏡（磁場フリーの特殊対物レンズを搭載）に設置可能なディテクタの基本設計と、放出された二次電子をディテクタまで効率良く導くためのシミュレーションを行った。特に後者は、十分なS/N比のスペクトルを得るために不可欠であり、考察の結果、ポールピースの前方にコイルを設置し、弱磁場を用いて二次電子を誘導する事が最も効果的であるという結論を得た。
絶縁体試料の帯電現象については、形態制御されたトナー粒子の評価を行った。集束イオンビームによる微細加工を駆使して、透過電子顕微鏡内に電子遮蔽用のプレートを導入した。これによって、トナー粒子へ直接電子が照射されることを防ぎ、粒子本来の帯電現象を詳細に観測できる体制が整った。分離照射電子線ホログラフィーと電場分布のシミュレーションを通して、トナー粒子の接触には電気分極が重要な役割を果たすという知見を得て、Appl.Phys.Lett.に論文報告した。
また、絶縁体の一種である生体試料を観察した場合、どのような帯電現象が起こるかという点についても、詳細な評価を実施した。先端が枝分かれした神経線維に電子を照射したところ、電子線ホログラフィーの実験データ（特に振幅再生像）に、照射条件や照射時間に依存した得意なコントラストが現れる事を確認した。荷電粒子の運動に関するシミュレーションを通して、上記のコントラスト異常が、試料から放出された二次電子が、正帯電した試料にクーロン力で引き戻されるという動的な振る舞いを表すものであることを示した。本成果はMicrosc.&Microanal.に論文採択され、また25年9月にオーストラリアで行われた国際会議等で招待講演がなされた。
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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
平成25年度は、新規開発する二次電子検出器の基本設計と、同装置を用いて次年度以降詳細な観測を行う典型的な絶縁体試料の予備観察を行う計画であった。いずれの項目についても予定通りの進展があり、本研究課題は順調に進んでいるものと判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本設計を行った二次電子検出器は、平成26年10月に電子線ホログラフィーの専用透過電子顕微鏡（東北大学、既存設備、加速電圧300kV）に導入する計画である。同検出器の最適化と特性評価を十分に行った上で、帯電現象に関わるデータ収集、特に放出された二次電子のエネルギーと強度分布の関係を明らかにする計画である。また26年度は、前年度に観察を行ったトナー粒子や生体試料に加えて、アモルファスSiO2粒子など他の試料についても観察を行い、帯電現象に関わる知見を深める予定である。
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Research Products
(8 results)
