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2 次元検出器を用いた高効率STEM位相回復イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 17H02784
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東京農工大学

研究代表者

箕田 弘喜  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20240757)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード位相差法 / 走査型透過電子顕微鏡法 / 弱位相物体 / 位相差STEM / 2次元検出器 / 位相情報検出 / 電子顕微鏡 / 位相計測 / 薄膜位相板 / 位相板 / 透過電子顕微鏡 / 位相回復 / STEM
研究成果の概要

従来の像検出方法による像と、2次元検出器を利用した新た像検出法によって得た2つの像の比較から、2次元検出器を利用した結像は、従来の位相差STEM像に比べてコントラストは1桁以上増強している。この結果から、2次元検出器を利用して、適切な演算処理を行うことで、位相情報をより明確に計測できることが示せた。収差関数に含まれる球面収差やデフォーカスの影響については、あらかじめ2次元検出器のピクセル位置における計算によって求めることができるので、それを取り去るフィルター関数を組み込んで、像計算を行うことで除去可能である。今後、この結像法をさらに発展させ、試料の定量的位相計測実現の検証を進める。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子顕微鏡はナノ構造物質の構造解析に非常に有力な分析手法であり、様々な材料の構造情報の抽出のために用いられてきた。しかしながら、軽元素で構成されたナノメートルスケールの材料の結像においては、多くの問題があった。これは軽元素は電子との相互作用が低いことで、像コントラストが得られにくいことに由来している。
本研究課題により、ナノメートルスケールの軽元素材料に対し、従来より一ケタ程度のコントラスト向上を実現した。これにより、従来の計測方法では評価が難しかった材料の構造評価が可能になり、有機材料からなる機能性材料や生物分子の構造計測に大きな発展をもたらすと期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Phase plate STEM imaging using two dimensional electron detector2019

    • 著者名/発表者名
      Misaki Tsubouchi and Hiroki Minoda
    • 雑誌名

      Microscopy and Microanalysis

      巻: 25 号: S2 ページ: 84-85

    • DOI

      10.1017/s1431927619001156

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 位相差電子顕微鏡法による位相変調の定量評価へ向けて2020

    • 著者名/発表者名
      坪内美沙季, 秋葉 圭一郎 , 箕田 弘喜
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 透過型電子顕微鏡用Hole-free位相板への電圧印加効果の研究2020

    • 著者名/発表者名
      種田源紀, 秋葉圭一郎, 箕田弘喜
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2次元検出器を利用した位相差STEMイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      坪内美沙希 箕田弘喜
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2次元検出器を用いた高効率位相差 STEM イメージングの開発2019

    • 著者名/発表者名
      坪内美沙季, 秋葉 圭一郎 , 箕田 弘喜
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電子線照射による緑色蛍光タンパク質の発光変化2019

    • 著者名/発表者名
      池上隼太, 松井 香樹, 秋葉 圭一郎, 箕田 弘喜
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 位相差電子顕微鏡法における位相板デザインの検討2018

    • 著者名/発表者名
      箕田弘喜, 大森祐哉, 柚木宏太
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第74回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] eGFPの”電子線誘起変換”の試料環境依存性について2018

    • 著者名/発表者名
      松井香樹、秋葉圭一郎、箕田弘喜
    • 学会等名
      第56回生物物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] TEMとSTEMの基礎2018

    • 著者名/発表者名
      箕田弘喜
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会ソフトマテリアル研究部会第4回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Design of phase plate for high contrast imaging in phase plate scanning transmission electron microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      H. Minoda, Y. Ohmori, K. Yunoki
    • 学会等名
      IMC19
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 位相差電子顕微鏡法における位相板デザインの検討2018

    • 著者名/発表者名
      箕田弘喜, 大森祐哉, 柚木宏太
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 位相差透過電子顕微鏡法におけるhole-free位相板のポテンシャル制御2017

    • 著者名/発表者名
      箕田弘喜、山田洋輔
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 位相差走査型透過電子顕微鏡法によるコントラスト増強2017

    • 著者名/発表者名
      箕田弘喜、大森裕哉
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 位相差走査型透過電子顕微鏡を用いた生物試料の液中観察2017

    • 著者名/発表者名
      大森祐哉, 箕田弘喜
    • 学会等名
      日本物理学会秋の2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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