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超伝導高周波加速方式を適用した透過型電子顕微鏡の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J10497
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 量子ビーム科学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

東 直  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 博士研究員

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード超伝導空洞 / 電子顕微鏡 / 電子銃 / 加速器 / LLRF
研究実績の概要

本年度前期はこれまでの成果を博士論文としてまとめ、申請、博士号取得となった。内容は高分解能透過型電子顕微鏡の数理的原理から始まり、高周波加速を採用した場合の可能性について議論した。その後ビーム・ダイナミクス・シミュレーションにより、300 kVと3 MVの加速電圧における超伝導高周波加速方式透過型電子顕微鏡の実現可能性について指摘し、2つの共振モードを同時に励振できる世界初の超伝導空洞、2モード空洞の製作と、それを高精度に制御する高周波制御システムの開発について記述した。最後のまとめでは、各要素開発の性能評価結果から改めて透過型電子顕微鏡としての期待される性能を定量評価し、超伝導高周波加速方式透過型電子顕微鏡の基礎確立を強調した。
博士号取得後、それまで研究していた高エネルギー加速器研究機構で博士研究員として採用され、引き続き本研究を続けることとなった。
本年度後期は1. 2台目の2モード空洞の開発、2. マルチポートの真空焼きだしを行った。
2モード空洞の試作機は既に1台製作しているがこれは2つの共振モードの周波数比が目標値である2.0000を満たさなかった。このため2台目の2モード空洞の製作を開始した。2台目の設計はこれまでよりも柔軟に共振周波数比を操作できる設計となっており、3月末の時点で2つのハーフセルが製作済みである。これらのハーフセルは来年度に互いの赤道部を電子ビーム溶接にて接合し、1つの空洞として完成させる予定である。
マルチポートは電子銃または2モード空洞の直下に設置し、ビームのenergy spreadをElectron Energy Loss Spectrometer (EELS)で測定するために製作した真空チェンバーである。今回真空焼きだしを行い、ビーム試験に必要な真空度が達成されることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The Development of Cavity Frequency Tracking Type RF Control System for SRF-TEM2015

    • 著者名/発表者名
      N. Higashi, M. Kuriki, S. Yamashita, A. Enomoto, Y. Funahashi, T. Furuya, X. Jin, Y. Kamiya, S. Michizono, M. Nishiwaki, H. Sakai, M. Sawabe, K. Ueno, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      International Particle Accelerator Conference 2015 Proceedings

      巻: - ページ: 294-296

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Development of a Superconducting RF Electron Microscope2015

    • 著者名/発表者名
      N. Higashi, T. Furuya, Y. Funahashi, K. Ueno, M. Sawabe, M. Nishiwaki, H. Sakai, S. Michizono, M. Yamamoto, A. Enomoto, Y. Kamiya, M. Kuriki, S. Yamashita
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference, JPS Conf. Proc.

      巻: -

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.014023

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超伝導高周波加速方式TEMの開発2016

    • 著者名/発表者名
      東直
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス (大阪府・吹田市)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超伝導加速器技術を応用した透過型電子顕微鏡の開発-研究の概要と現状-2015

    • 著者名/発表者名
      東直, 古屋貴章, 山本将博, 金秀光, 舟橋義聖, 道園真一郎, 阪井寛志, 西脇みちる, 沢辺元明, 上野健治, 榎本收志, 神谷幸秀, 栗木雅夫, 山下了
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第71回学術講演会
    • 発表場所
      国際会館 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-05-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The Development of Cavity Frequency Tracking Type RF Control System for SRF-TEM2015

    • 著者名/発表者名
      N. Higashi, M. Kuriki, S. Yamashita, A. Enomoto, Y. Funahashi, T. Furuya, X. Jin, Y. Kamiya, S. Michizono, M. Nishiwaki, H. Sakai, M. Sawabe, K. Ueno, M. Yamamoto
    • 学会等名
      International Particle Accelerator Conference 2015
    • 発表場所
      リッチモンド (アメリカ)
    • 年月日
      2015-05-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 博士論文 Development of a Transmission Electron Microscope Adopting Two-Mode Superconducting RF Accelerating Cavity for Achieving Low Energy Dispersion2016

    • 著者名/発表者名
      東直
    • 総ページ数
      132
    • 出版者
      東京大学大学院理学系研究科
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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