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2015 Fiscal Year Annual Research Report

電場の可視化と2次電子検出による帯電現象の解明

Research Project

Project/Area Number 25249093
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

進藤 大輔  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20154396)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤瀬 善太郎  東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (90372317)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords電子線ホログラフィー / 帯電 / 電子顕微鏡 / 二次電子 / 検出器 / エポキシ樹脂 / チタン酸バリウム / 集団運動
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、電子線ホログラフィーと新規に開発した2次電子検出器を駆使して、透過電子顕微鏡内で電子線照射下の絶縁体試料の帯電現象の詳細を、電場分布と2次電子の解析を通して、明らかにすることを目的としている。
本課題で新規に開発した2次電子検出器は、平成26年度までは調整が続いていたが、平成27年ではほぼ調整が終了し、様々な種類の試料片からそれぞれ固有のスペクトルが取得出来るまでに至っている。その計測・解析結果は本年(平成28年)6月に仙台で開催される日本顕微鏡学会学術講演会で発表する予定である。
電子線ホログラフィーによる帯電現象の解析は、平成26年度までは主に複雑な形状をした生物試料に対して行っていたのに対し、平成27年度は、集束イオンビーム技術を用いて特殊な形状に加工制御した非生物絶縁体試料を解析対象とすることで、試料形状に由来した試料帯電および2次電子運動を検証する実験が進んだ。具体的には、エポキシ樹脂に微細加工を施した試料に対して、電子線ホログラフィーで得られる「位相再生像」に、電場分布シミュレーション結果をフィッティングさせることで、試料周辺の電場分布の精密な評価を行った。その後に同一観察視野において電子線ホログラフィーで得られる「振幅再生像」からは2次電子の集団運動に伴う電場の乱れを評価した。これら2つの結果を比較することで、高電位の試料表面で2次電子が他の領域に比較し高密度で運動している様子が明らかになった。この成果は昨年(平成27年)9月に福岡で開催された日本金属学会秋期講演大会で発表した。また、誘電体材料であるチタン酸バリウムを、集束イオンビーム技術を用いて特殊な形状に微細加工し、2次電子が集団で運動している様子を観察する実験も進め、その解析結果の一部は、本年(平成28年)3月に東京で開催された日本金属学会春期講演大会において発表した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Spontaneous Polarization and Bulk Photovoltaic Effect Driven by Polar Discontinuity in LaFeO3/SrTiO3 Heterojunctions2016

    • Author(s)
      M. Nakamura, F. Kagawa, T.Tanigaki, H. S. Park, T. Matsuda, D. Shindo, Y. Tokura, and M. Kawasaki
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW LETTERS

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.116.156801

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Application of strain to orbital-spin-coupled system MnV2O4 at cryogenic temperatures within a transmission electron microscope2016

    • Author(s)
      Y. Murakami, T. Suzuki, Y. Nii, S.Murai, T. Arima, R. Kainuma, and D. Shindo
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfv377

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Electrostatic-Potential Analysis of Charged Particles by Split-Illumination Electron Holography2015

    • Author(s)
      Toshiaki Tanigaki, Zentaro Akase, Shinji Aizawa, Hyun Soon Park, Yasukazu Murakami, Daisuke Shindo, Hiromitsu Kawase
    • Journal Title

      Microscopy and Microanalysis

      Volume: 21(Supplement S3 ) Pages: 1969-1970

    • DOI

      10.1017/S1431927615010624

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Real-Space Observation of Short-Period Cubic Lattice of Skyrmions in MnGe2015

    • Author(s)
      Toshiaki Tanigaki, Kiyou Shibata, Naoya Kanazawa, Xiuzhen Yu, Yoshinori Onose, Hyun Soon Park, Daisuke Shindo, Yoshinori Tokura
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 15(8) Pages: 5438-5442

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.5b02653

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Large anisotropic deformation of skyrmions in strained crystal2015

    • Author(s)
      K. Shibata, J. Iwasaki, N. Kanazawa, S. Aizawa, T. Tanigaki, M. Shirai, T. Nakajima, M. Kubota, M. Kawasaki, H. S. Park, D. Shindo, N. Nagaosa, Y. Tokura
    • Journal Title

      Nature Nanotechnology

      Volume: 10(7) Pages: 589-593

    • DOI

      10.1038/NNANO.2015.113

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Three-Dimensional Magnetic Vortex Cores Visualized by Electron Holographic Vector Field Tomography2015

    • Author(s)
      Toshiaki Tanigaki, Yoshio Takahashi, Tomokazu Shimakura, Tetsuya Akashi, Ruriko Tsuneta, Akira Sugawara, Daisuke Shindo
    • Journal Title

      Microscopy and Microanalysis

      Volume: 21(Supplement S3 ) Pages: 2149-2150

    • DOI

      10.1017/S1431927615011526

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによるナノ結晶軟磁性材料の定量的磁場解析の検討2016

    • Author(s)
      木村 健太, 赤瀬 善太郎, 進藤 大輔, 新津 甲大, 谷垣 俊明, Parmanand Sharma, 牧野 彰宏
    • Organizer
      日本金属学会第158回春期講演大会
    • Place of Presentation
      東京都(東京理科大学葛飾キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによる形状を制御した誘電体の帯電現象の解析2016

    • Author(s)
      神明前 功, 真柄 英之, 赤瀬 善太郎, 佐藤 隆文, 進藤 大輔
    • Organizer
      日本金属学会第158回春期講演大会
    • Place of Presentation
      東京都(東京理科大学葛飾キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによる絶縁体試料間の電場観察2016

    • Author(s)
      肥後 光暁, 真柄 英之, 赤瀬 善太郎, 進藤 大輔, 嶌田 恵子, 大野 伸彦
    • Organizer
      日本金属学会第158回春期講演大会
    • Place of Presentation
      東京都(東京理科大学葛飾キャンパス)
    • Year and Date
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [Presentation] Disturbance-free, electron holographic observation of electrons’ motion by electric field variations2016

    • Author(s)
      Daisuke Shindo
    • Organizer
      CEMS International Symposium on Dynamics in Artificial Quantum Systems
    • Place of Presentation
      東京都(東京大学先端科学技術研究セン ター)
    • Year and Date
      2016-01-12 – 2016-01-14
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Spontaneous polarization and bulk photovoltaic effect induced in designed interface of oxide heterojunctions2015

    • Author(s)
      M. Nakamura, F. Kagawa, T. Tanigaki, H.S. Park, T. Matsuda, D. Shindo, Y. Tokura, M. Kawasaki
    • Organizer
      CEMS Topical Meeting on Oxide Interfaces 2015
    • Place of Presentation
      埼玉県和光市(理化学研究所 )
    • Year and Date
      2015-11-05 – 2015-11-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] らせん磁性体FeGeにおける一軸引張応力によるスキルミオン変形2015

    • Author(s)
      柴田基洋, 岩崎惇一, 金澤直也, 会沢真二, 谷垣俊明, 白井学, 中島多朗, 久保田将司, 川崎雅司, 朴賢洵, 進藤大輔, 永長直人, 十倉好紀
    • Organizer
      日本物理学会2015秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府吹田市(関西大学千里山キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] 暗視野電子線ホログラフィーを用いたNd2Fe14B結晶粒の歪分布の評価2015

    • Author(s)
      金子 修平, 村上 恭和, 新津 甲大, 赤瀬 善太郎, 進藤 大輔, 谷垣 俊明, 佐々木 泰祐, 大久保 忠勝, 宝野 和博
    • Organizer
      日本金属学会第157回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      福岡市(九州大学伊都キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによるオーステナイト系ステンレス鋼中の強磁性領域の電磁場解析2015

    • Author(s)
      佐藤 雄亮, 赤瀬 善太郎, 進藤 大輔, 谷山 明
    • Organizer
      日本金属学会第157回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      福岡市(九州大学伊都キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによる形状を制御した非導電性試料周囲の電場解析2015

    • Author(s)
      築田 直也, 真柄 英之, 赤瀬 善太郎, 進藤 大輔
    • Organizer
      日本金属学会第157回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      福岡市(九州大学伊都キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [Presentation] Ni50Mn20In30ホイスラー合金における逆位相界面を介した磁区構造の幾何学的転移2015

    • Author(s)
      新津 甲大, 谷垣 俊明, 許 皛, 村上 恭和, 貝沼 亮介, 進藤 大輔
    • Organizer
      日本金属学会第157回秋期講演大会
    • Place of Presentation
      福岡市(九州大学伊都キャンパス)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [Presentation] Electron Holography of Topological Magnets2015

    • Author(s)
      Daisuke Shindo
    • Organizer
      2015 Workshop on "Topological Magnets"
    • Place of Presentation
      埼玉県和光市(理化学研究所 )
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-27
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 逆位相境界で増強される強磁性 (Ferromagnetism developed by antiphase boundaries)2015

    • Author(s)
      村上恭和, 新津甲大, 谷垣俊明, 貝沼亮介, 朴賢洵, 進藤大輔
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都市(国立京都国際会館)
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-15
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによるFe-Si-B-P-Cuナノ結晶軟磁性材料の磁場解析 (Electron Holography Study of Magnetic Flux Distribution in Fe-rich Nanocrystalline Soft Magnetic Material Fe85Si2B8P4Cu1)2015

    • Author(s)
      赤瀬善太郎, 齋藤智広, 会沢真二, 進藤大輔, Sharma Parmanand, 牧野彰宏
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都市(国立京都国際会館)
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-15
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによるLixCoO2粒子の帯電状態の観察 (Observation of electric charging in LixCoO2 particles by electron holography)2015

    • Author(s)
      上石正樹, 赤瀬善太郎, 村上恭和, 進藤大輔, 桑田直明, 河村純一
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都市(国立京都国際会館)
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-15
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによる磁気渦の三次元解析 (Tree-dimensional analysis of magnetic vortices by electron holography)2015

    • Author(s)
      谷垣俊明, 高橋由夫, 島倉智一, 明石哲也, 常田るり子, 菅原昭, 進藤大輔
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都市(国立京都国際会館)
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-15
  • [Presentation] 分離照射電子線ホログラフィーによる帯電粒子の電位解析 (Electrostatic potential analysis of charged particles by split-illumination electron holography)2015

    • Author(s)
      谷垣俊明, 赤瀬善太郎, 会沢真二, Park Hyun Soon, 村上恭和, 進藤大輔, 川瀬広光
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都市(国立京都国際会館)
    • Year and Date
      2015-05-13 – 2015-05-15
  • [Book] 磁気便覧2016

    • Author(s)
      進藤 大輔
    • Total Pages
      888 (463~465,553~555,558~561)
    • Publisher
      丸善出版
  • [Remarks] TAGEN FOREFRONT 01

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/general/publish/forefront/ebook_01/

  • [Remarks] 東北大学 多元物質科学研究所 先端計測開発センター 電子線干渉計測研究分野

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=57

URL: 

Published: 2017-01-06  

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