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高エネルギー分解能ナノスケール軟X線発光分光系の試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 13554010
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関東北大学

研究代表者

寺内 正己  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30192652)

研究分担者 齊藤 晃 (齋藤 晃)  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (50292280)
津田 健治  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授 (00241274)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2001年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
キーワード軟X線発光分光 / 電子顕微鏡 / 価電子状態密度分布 / 局所領域 / Cu-L発光スペクトル / ボロンナノベルト / 軟X線分光 / L発光スペクトル / ボロンナノワイヤ
研究概要

1.測定エネルギー領域400-1200eVにおいて、従来の回折格子を用いた分光系の2倍の分散能を持つ分光系をデザインした。この分光系を実現させるため、オリジナルの不当間隔ラミナー回折格子の製作を行った。この回折格子と従来の回折格子の併用を可能とするため、検出器の移動機構を組み込んだ分光器チャンバーの設計・製作を行った。
2.軟X線発光分光法の問題点は発光効率の低さである。この欠点を少しでも補い、X線検出効率を向上させるため、全反射を利用したX線用の集光ミラーの設計・製作を行った。集光率を向上させるため、楕円柱面の曲率を持ったミラーをデザインした。デザインした曲率を有する金属製の下地にWスパッタ膜をつけたマイカ薄膜を固定する方法を採用した。この結果、ミラーなしに比べて約4倍のX線強度を得られるようになった。
3.ミラーを組み込んだ新しい分光器で新しい回折格子を用い、CuのL発光スペクトル(〜900eV)の測定を行った。通常の電子顕微鏡用のX線分析器ではエネルギー分解能が100eV程度以上と悪いために1つのL発光ピークしか観測できないが、本研究で作製した分光器では、4つのL発光ピーク(Lα、Lβ、L1、Lη)の観測に成功した。これにより、開発した分光器が十分なエネルギー分解能とS/Nを有していることが実証された。
4.開発した分光器を用い、ボロンナノベルト一本からのボロンK発光スペクトルの測定を初めて行い、βボロンのボロンK発光スペクトルとの比較を行った。その結果、価電子帯の高結合エネルギー領域に新たな状態密度の構造が存在することを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] M.Terauchi: "Development of a sub-eV resolution soft-X-ray spectrometer for a transmission electron microscope"Journal of Electron Microscopy. 50・2. 101-104 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "A sub-eV resolution soft-X-ray spectrometer for a transmission electron microscope to obtain the density of states of the valence band"Microscopy & Microanalysis. 7・suppl.2. 228-229 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Development of A High Energy-resolution Soft-X-ray Spectrometer for A Transmission Electron Microscope"Microscopy and Microanalysis. 8・suppl.2. 622-623 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "A New High Energy-resolution Soft-X-ray Spectrometer for A Transmission Electron Microscope"Microscopy & Microanalysis. 9・suppl.2. 894-895 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Detection of characteristic signals from As doped (less than 1 at.%) regions of silicon by transmission electron microscopy and convergent-beam electron diffraction"J.Electron Microscopy. 52・5. 441-448 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 寺内正己: "透過型電子顕微鏡を用いた電子状態解析"電子顕微鏡. 38・3. 186-191 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tanaka: "Convergent-Beam Electron Diffraction IV"JEOL. 352 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Development of sub-eV resolution soft-X-ray spectrometer for a transmission electron microscope"Journal of Electron Microscopy. vol.50(2). 101-104 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "A sub-eV resolution soft-X-ray spectrometer for a transmission electron microscope to obtain the density of states of the valence band"Microscopy & Microanalysis. vol.7, supple.2. 228-229 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Development of A High Energy-resolution Soft-X-ray Spectrometer for A Transmission Electron Microscope"Microscopy & Microanalysis. vol.8, supple.2. 622-623 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "A New High Energy-resolution Soft-X-my Spectrometer for A Transmission Electron Microscope"Microscopy & Microanalysis. vol.9, supple.2. 894-895 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Detection of characteristic signals from As doped (less than 1 at.%) regions of silicon by transmission electron microscopy and convergent-beam election diffraction"Journal of Electron Microscopy. vol.52(5). 441-448 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Electronic structure analyses by an analytical transmission electron microscope"Microscopy. vol.38(3). 186-191 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Tanaka: "Convergent-Beam Electron Diffraction IV"JEOL-Maruzen, Tokyo. 352 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Terauchi: "A New High Energy-resolution Soft-X-ray Spectrometer for A Transmission Electron Microscope"Microscopy & Microanalysis. 9・suppl2. 894-895 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Detection of characteristic signals from As doped (less than 1 at.%) regions of silicon by transmission electron microscopy and convergent-beam electron diffraction"J.Electron Microscopy. 52・5. 441-448 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 寺内正己: "透過型電子顕微鏡を用いた電子状態解析"電子顕微鏡. 38・3. 186-191 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 寺内正己: "炭素を含まないナノチューブ"パリティ. 8・8. 41-45 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Soga: "Li-and Mg-doping into Icosahedral Boron Crystals, α-and β-Rhombohedral Boron, Targeting High Temperature Superconductivity : Structure and Electronic States"J.Solid State Chem.. 177. 498-506 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mukai: ""MIRAI-21" ANALYTICAL ELECTRON MICROSCOPE-PERFORMANCE OF THE MONOCHRO MATOR-"Microscopy & Microanalysis. 9・suppl2. 954-955 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Development of A High Energy-resolution Soft-X-ray Spectrometer for A Transmission Electron Microscope"Microscopy and Microanalysis. 8・suppl 2. 622-623 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.-K.Hong: "Control of crystal polarity in a wurtzite crystal : Zn0 films grown by plasma-assisted molecular-beam epitaxy on GaN"Phys. Rev. B. 65. 115331-1-115331-10 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Ohtake: "Strain-induced surface segregation in In0.5Ga0.5As/GaAs heteroepitaxy"Applied Physics Letters. 80・21. 3931-3933 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 寺内正己: "EELSで何が分かるのか?"日本結晶学会誌. 44・5. 277-283 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 寺内正己: "EELSを用いた電子構造解析"日本結晶学会誌. 44・6. 347-354 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Tanaka: "Convergent-Beam Electron Diffraction IV"JEOL. 352 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Terauchi: "Development of a sub-eV resolution soft-X-ray spectrometer for a transmission electron microscope"Journal of Electron Microscopy. 50・2. 101-104 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Terauchi: "A sub-eV resolution soft-X-ray spectrometer for a transmission electron microscope to obtain the density of states of the valence band"Microscopy & Microanalysis. 7 ・suppl.2. 228-229 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 寺内正己: "電子顕微鏡によるナノ領域の価電子帯DOS測定法の開発"固体物理. 36・5. 29-34 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Komoda: "Selective excitation of a symmetric interface plasmon mode in two close planar SiO_2/Si interface observed by electron energy-loss spectroscopy"Jpn. J. App. Phys.. 40・7. 4512-4515 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Terauchi: "High Energy-Resolution EELS Study of the Electronic Structure of Boron Nitride Cones"American Institute of Physics. CP590. 133-136 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2020-05-15  

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