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コヒーレント低速電子を用いた単分子の回折顕微鏡法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17106001
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関早稲田大学

研究代表者

大島 忠平  早稲田大学, 理工学術院・先進理工学部, 教授 (10212333)

研究分担者 六田 英治  早稲田大学, 理工学術院, 助教授 (80298166)
石川 剛  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (30409693)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
91,780千円 (直接経費: 70,600千円、間接経費: 21,180千円)
2007年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2006年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2005年度: 65,000千円 (直接経費: 50,000千円、間接経費: 15,000千円)
キーワード単原子電子源 / 電子回折顕微鏡 / 単分子の電子回折 / 大立体角分析器 / 極高真空 / 単文篠電子回折
研究概要

[1]コヒーレント電子源の開発/単原子電子源の電子放出特性を詳細に検討し、次の知見をえた。1)Au-Wナノ電子源は、強電界下(3.5V/A以上)では先端原子は蒸発し、3原子終端した3角錐突起となる。2)単原子電子源から放出される電子ビームの空間可干渉性が従来の電界電子源に比較して、1桁以上優れている。3)単原子電子源から放出されるビームの指向性は極めて高く、実際の電子顕微鏡用電子銃に搭載した場合、利用できるビーム電流の全放出電流に対する割合は8割を越える。この効率は従来の電子源に比較すると2-3桁高い。4)単原子電子源が動作できる極高真空環境を実用電子銃容器内に実現した。[2]装置開発 コヒーレント低速電子回折顕微鏡装置に中間レンズと対物レンズを組み込み調整し、SEM像の空間分解能として、1.7nm(5keV、中間報告では20nm)を達成し、100nm制限領域(中間報告では1μm)で、低速電子回折パターンを観測した。[3]単分子を保持する高品質のグラフェン膜作製に成功(特許申請済)。単分子を保持・固定し、かつ低速電子線にとって半透明な理想的な膜は、1原子の厚さのグラフェン膜である。従来、数十nmの大きさの結晶剥離片のグラフェンしか存在しなかったが、本年度、一辺が数十μm以上の大きな膜(世界最大)を作製する技術を開発した。[4]微小領域の回折像観察 1μm角領域の500eVのパイロライトの透過低速電子回折像を(世界初めて)報告したが、装置の調整によって、さらに、狭い(100nm角)領域の金箔やグラフェン膜の回折パターンを観測した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (14件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Extreme high vacuum field emission microscope for study on the inherent fluctuation of field emission2007

    • 著者名/発表者名
      B.Cho、T.Itagaki, T.Ishikawa, E.Rokuta and C.Oshima
    • 雑誌名

      J.Vacuum Science and Technol. B25

      ページ: 1420-1423

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly efficient electron gun with a single-atom electron source2007

    • 著者名/発表者名
      T.Ishikawa, T.Urata, B.Cho, E.Rokuta and C.Oshima
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 90

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of pressure in 10-10Pa range from the damping speed of field emission current2007

    • 著者名/発表者名
      B.Cho, T.Itagaki, T.Ishikawa and C.Oshima
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 91

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent and intense multibeam generation by apex of sharp nano-objects:Electron half-circular prism2007

    • 著者名/発表者名
      B.Cho, T.Itagaki, T.Ishikawa and C.Oshima
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. 91

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Angle-resolved ultraviolet photoelectron spectroscopy with a large sold angle analyzer2007

    • 著者名/発表者名
      D.Sakai, D.Miura, A.Maruyama, T.Ishikawa C.Oshima
    • 雑誌名

      J.Electron Spectro.&Related phenomena 159

      ページ: 39-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extrme high vacuum field emission microscope2007

    • 著者名/発表者名
      B. Cho, et. al.
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. and Technol. B-25

      ページ: 1420-1420

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly efficient e-gun with a single-atom e-source2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ishikawa, et. al.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 90

      ページ: 143120-143120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of pressure in 10^<-10> Pa range from damping speed2007

    • 著者名/発表者名
      B. Cho, et. al.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 91

      ページ: 12105-12105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coherent and intense multi-beam generation2007

    • 著者名/発表者名
      B. Cho, et. al.
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 91

      ページ: 163102-163102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Angle-resolved ultra-violet photoelectron spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      D. Sakai, et. al.
    • 雑誌名

      J. Electron spectro. & Replated Phenom 159

      ページ: 39-39

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extreme high vacuum field emission microscope for study on the inherent fluctuation of field emission.2007

    • 著者名/発表者名
      B.Cho、T.Itagaki, T.Ishikawa, E.Rokuta and C.Oshima
    • 雑誌名

      J.Vacuum Science and Technol. B25

      ページ: 1420-1423

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of pressure in 10-10Pa range from the damping speed of field emission current2007

    • 著者名/発表者名
      B.Cho, T.Itagaki, T.Ishikawa and C.Oshima
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent and intense multibeam generation by apex of sharp nano-objects: Electron half-circular prism2007

    • 著者名/発表者名
      B.Cho, T.Itagaki, T.Ishikawa and C.Oshima
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Angle-resolved ultraviolet photoelectron spectroscopy with a large sold angle analyzer.2007

    • 著者名/発表者名
      D.Sakai, D.Miura, A.Maruyama, T.Ishikawa and C.Oshima
    • 雑誌名

      J.Electron Spectro. & Related phenomena 159

      ページ: 39-45

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Solid-Angle Analyzer Applied to Angle-resolved Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      D.Sakai, D.Miura, t.Nakajima, t.Ishikawa, C.Oshima
    • 雑誌名

      Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena January

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stabilities in field electron emissions from noble-metal covered W nano-tips : apex structure dependence2006

    • 著者名/発表者名
      T.Itagaki, E.Rokuta, H.-S.Kuo, K.nomura, Oshima
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analysis 39

      ページ: 299-303

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of an electron analyzer with a wide acceptance solid angle2006

    • 著者名/発表者名
      D.Sakai, T.Ishikawa, C.Oshim
    • 雑誌名

      Surface Sci. 600

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Demountable single-atom electron source2005

    • 著者名/発表者名
      C.Oshima, E.Rokuta, T.ITagaki, T.Ishikawa, T-T.Tsong
    • 雑誌名

      e-J.Surf.Sci.Nanotech. 3

      ページ: 312-316

    • NAID

      130004438968

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel macroscopic BC3 honeycomb sheet2005

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka, Y.Kawamata, H.Yanagisawa, C.Oshima
    • 雑誌名

      Solid State Communications 136

      ページ: 22-25

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic-scale field emitter with swlf-reparable function and thermodynamically stable structure2005

    • 著者名/発表者名
      E.Rokuta, T.Itagaki, T.Ishikawa, B-L.Cho, T.T.Tsong, C.Oshima
    • 雑誌名

      Applied Surface Science 251

      ページ: 205-209

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly coherent electrons emitted from Nano-scaled Areas2005

    • 著者名/発表者名
      C.Oshima, E.Rokuta, B.Cho
    • 雑誌名

      Chinese Journal of Physics 43

      ページ: 145-153

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Phonon Density of States of Pseudomorphic fcc-Fe Film2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka, C.Oshima, Tsunoda
    • 雑誌名

      J.Phys.Society of Jpn. 74

      ページ: 1762-1765

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Structure analysis of monolayer films composed of light elements by X-ray photoelectron diffraction2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nakamura, C.Oshima, Y.Nihei
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analaysis 36

      ページ: 1513-1515

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel structures of carbon layers on a Pt(111) surface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Fujita, W.Kobayashi, C.Oshima
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analysis 37

      ページ: 120-123

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Structure analysis of Zr-O/W(100) at high temperature by X-ray photoelectron diffraction2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tamura, H.Ishii, M.Owari, C.Oshima, Y.Nihei
    • 雑誌名

      Surface and Interface Analaysis 37

      ページ: 217-220

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication way of Single atomic layer sheet Organization of submission2008

    • 発表場所
      Waseda University
    • 年月日
      2008-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Single-Atom Electron sources Applied to Electron Microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Chuhei Oshima
    • 学会等名
      9th International Atomically Control Surfaces and Nano-technology
    • 発表場所
      東大生産研
    • 年月日
      2007-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Single-atom electron sources applied to electron microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      C. Oshima, T. Ishikawa
    • 学会等名
      9th International Atomically control surfaces and nano-technology
    • 発表場所
      Univ. of Tokyo Japan
    • 年月日
      2007-11-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Application of the single-atom electron source to scanning electron microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      裏田 友洋、石川 剛、趙 福來、六田 英治、野々 垣良三、米澤 彬、斉藤 秀一、大島 忠平
    • 学会等名
      6th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'07
    • 発表場所
      金沢アートホール
    • 年月日
      2007-10-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Study on field emission properties from Au-covered nanotip2007

    • 著者名/発表者名
      野村 健一, 板垣 考洋, Kuo Hong-Shi, Tsong T.T, 大島 忠平
    • 学会等名
      6th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices'07
    • 発表場所
      金沢アートホール
    • 年月日
      2007-10-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Emission properties from Au-W alloy2007

    • 著者名/発表者名
      K. Nomura, et. al.
    • 学会等名
      6th International symposium of Atomic level Characterization for New Materials and Devices 07
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2007-10-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 低速電子回折顕微鏡の開発2007

    • 著者名/発表者名
      石川 剛, 裏田 友洋, 趙 福來, 小粥 啓子, 米澤 彬, 野々 垣良三, 大島 忠平
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of new microscope2007

    • 著者名/発表者名
      T. Ishikawa, et. al.
    • 学会等名
      68th meeting of Applied Physics.
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2007-09-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] コヒーレント低速電子線回折顕微鏡の開発2007

    • 著者名/発表者名
      石川 剛, 大島 忠平
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第63回学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2007-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Electron diffraction microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      C. Oshima, T. Ishikawa
    • 学会等名
      63rd meeting of microscopy society
    • 発表場所
      Conference site of Toki Messe
    • 年月日
      2007-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] コヒーレント低速電子線回折顕微鏡の開発2007

    • 著者名/発表者名
      石川 剛, 大島 忠平
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第63回学術講演会
    • 発表場所
      新潟県朱鷺メッセ
    • 年月日
      2007-05-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] パーマロイ極高真空容器と電子顕微鏡2007

    • 著者名/発表者名
      大島 忠平, 石川 剛
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      武蔵工大
    • 年月日
      2007-03-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of Single-Atom Electron Source2007

    • 著者名/発表者名
      Chuhei Oshima
    • 学会等名
      中華民国物理学会
    • 発表場所
      国立中央大学 台湾
    • 年月日
      2007-01-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of Single-atom electron source2007

    • 著者名/発表者名
      C. Oshima
    • 学会等名
      Chinese Society of Physics
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2007-01-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.surface.phys.waseda.ac.jp

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 単原子膜の製造法2008

    • 発明者名
      大島 忠平
    • 権利者名
      早稲田大学
    • 産業財産権番号
      2008-079582
    • 出願年月日
      2008-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 単原子膜の製造方法

    • 発明者名
      大島 忠平
    • 権利者名
      早稲田大学
    • 産業財産権番号
      2008-079582
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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