Creation of an innovative beam control technology by operating upon electoron beam wavefunctions

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26287066
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Condensed matter physics I
• Research Institution: Saitama Institute of Technology
• Principal Investigator: Uchida Masaya 埼玉工業大学, 付置研究所, 教授 (80462662)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 晃 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (50292280) ; 下条 雅幸 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00242313)
• Research Collaborator: Hirakawa Kazuma ; Nambu Hiroki ; Noguchi Yuuki
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 電子ビーム / 量子ビーム / 電子顕微鏡 / 波動関数 / 位相 / 軌道角運動量 / 位相特異点 / 微細加工

Outline of Final Research Achievements

The final target of this study was the creation of a new type of electron beams and an innovative beam control technology by operating the phase of electron beam　wavefunctions. In this study we generated an electron Bessel beam using a nanofabricated annular slit for the first time. We experimentally revealed the nonspreading and self-healing properties of the electron Bessel beam, which can be used for a new electron microscopy and an atomic manipulation technique. Our presented technique can be also used to generate a new type of electron beams.

Free Research Field

ビーム物理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は従来の電子ビームにない特性をもつ電子ビーム、すなわち電子ベッセルビームをスリットをもちいて世界で初めて実現したことにある。そのユニークなビーム特性を生かしての製品や研究が今後大いに期待される。さらに本研究で開発した電子ビーム波動関数を操作して行うビーム制御技術、超微細加工技術をもちいる電子ビーム用光学素子等の作製方法は、今後の後発研究の役に立つと思われる。