• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

電子ビームの軌道角運動量測定法の開発およびその応用研究

Research Project

Project/Area Number 18H01884
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
Research InstitutionSaitama Institute of Technology

Principal Investigator

内田 正哉  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)
桑原 真人  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (50377933)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords粒子線 / 量子ビーム / 電子ビーム / 軌道角運動量 / 波動関数 / 位相 / ボルテックス(特異点) / 回折格子 / 波動関数位相 / ボルテックス / 微細加工
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、電子ビームの軌道角運動量測定法を開発し、その応用研究を行うことを目的に研究を遂行している。令和3年度の主な成果は、以下の通りである。

昨年度に引き続き、新型コロナ流行による影響を大きく受け、研究の中断変更を余儀なくされた。非弾性散乱電子の軌道角運動量を検出するためには、これまでに作製し研究に利用してきた数ミクロンメートル大の「回折格子」よりもさらに小さい回折格子が必要であることが分かった。その加工には本学等が所有の液体ガリウム金属イオン源集束イオンビーム(FIB)では難しく、より微細な加工ができるヘリウムイオン顕微鏡装置が必要であった。当時、国内で稼働し利用できるヘリウムイオン顕微鏡装置は産業技術総合研究所(つくば市)所有の装置のみであった。産業技術総合研究所所有のヘリウムイオン顕微鏡の外部利用が可能となった年度後半時に、微細加工を行った。作製した回折格子を本学および名古屋大学の電子顕微鏡をもちいて評価を行った。軌道角運動量をもつ電子を生成する「フォーク型回折格子」として、われわれの知る限り、世界最小のもの(回折格子間隔約10nm)を作製することができた。しかしながら、非弾性散乱電子の検出には至っていない。回折パターン等を変え改良した「フォーク型回折格子」を新たに設計し、ヘリウムイオン顕微鏡による再加工をする予定である。また、昨年度に発案した電場型レンズ、位相板の設計を進め、試作をマイクロドリルをもちいた機械加工及びFIBにより行った。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2021 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Efficient Measurement of the Orbital-Angular-Momentum Spectrum of an Electron Beam via a Dammann Vortex Grating2019

    • Author(s)
      Noguchi Yuuki、Nakayama Shota、Ishida Takafumi、Saitoh Koh、Uchida Masaya
    • Journal Title

      Physical Review Applied

      Volume: 12 Pages: 064062-064062

    • DOI

      10.1103/physrevapplied.12.064062

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 半平面状試料を透過した電子線の軌道角運動量解析2021

    • Author(s)
      米澤龍哉,齋藤 晃,内田正哉
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第77回学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Orbital angular momentum spectrum measured by forked gratings and its relation to angular Fourier transform2019

    • Author(s)
      K. Saitoh,W. Li and M. Uchida
    • Organizer
      Microscopy Conference 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measuring the orbital angular momentum spectrum of electron beams using a Dammann vortex grating2018

    • Author(s)
      (1)Y. Noguchi,K. Saitoh,and M. Uchida
    • Organizer
      19TH INTERNATIONAL MICROSCOPY CONGRESS (Sydney)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 2次元ダンマン渦渦回折格子をもちいた軌道角運動量測定2018

    • Author(s)
      齋藤 晃,野口雄紀,内田正哉
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会 (久留米市)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi