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時間分解電子波干渉の実現とスキルミオンダイナミクスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K14117
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

石田 高史  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (60766525)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード時間分解電子顕微鏡法 / シングルショットイメージング / ダイレクト電子検出器 / パルス電子線 / ローレンツ顕微鏡法 / 電子顕微鏡 / 時間分解観察 / ダイレクト電子検出 / スキルミオン / 電子線ホログラフィ
研究成果の概要

磁気スキルミオンに代表される微細な磁気構造の動的観察に向けてフォトカソード型の電子銃から放出されるパルス電子線を用いた時間分解電子顕微鏡法の確立を目指した。サブマイクロ秒での高強度パルス電子線の生成に成功し、これをダイレクト電子検出器により同期検出することにより高い信号対雑音比でのシングルショットイメージングを実現した。さらに、高速電子線偏向器とシングルショットイメージングを組み合わることで磁気構造の動的変化のような非可逆過程を観察可能な連続時間分解撮影法を確立し、500ns間隔での像撮影に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で確立した連続で撮影可能な時間分解電子顕微鏡法により超高速で発現する磁気スキルミオンの可視化が期待できる。また、この手法はスキルミオンダイナミクスの観察のみならず低ドーズ観察が要求される生体試料の観察やガスや液体中でのその場観察にも転用可能である。そのため、本技術の確立は電子顕微鏡を用いた生物系・その場観察分野での貢献も期待される。

報告書

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

    (23件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Smectic Liquid-Crystalline Structure of Skyrmions in Chiral Magnet Co8.5Zn7.5Mn4 (110) Thin Film2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagase, M. Komatsu, Y. G. So, T. Ishida, H. Yoshida, Y. Kawaguchi, Y. Tanaka, K. Saitoh, N. Ikarashi, M. Kuwahara, and M. Nagao
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 13 ページ: 137203-137203

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.137203

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SOI-CMOSイメージセンサを用いた単パルス電子線イメージングにおける高効率検出2019

    • 著者名/発表者名
      篠崎暉,福和果歩,石田高史,桑原真人,三好敏喜,新井康夫,齋藤晃
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Co-Zn-Fe合金の電子顕微鏡学的評価2019

    • 著者名/発表者名
      冨樫将孝,石田高史,小松正弥,長尾全寛,肖 英紀,桑原真人,齋藤 晃
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SOI ピクセル検出器を用いたナノ秒パルス電子線イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      篠崎暉,福和果歩,石田高史,桑原真人,三好敏喜, 新井康夫,齋藤晃
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nanosecond imaging by a time-resolved transmission electron microscope with an SOI detector2019

    • 著者名/発表者名
      石田 高史,篠崎暉, 桑原真人, 齋藤晃,三好敏喜,新井康夫
    • 学会等名
      第2回量子線イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] High-brightness pulsed electron microscopy toward advanced measurement of time-evolution in nanomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kuwahara, R. Yokoi, L. Mizuno, W. Nagata, Y. Yoshida, T. Ishida, T. Ujihara, K. Saitoh
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-sensitive electron imaging sensor toward nano-second single shot imaging2019

    • 著者名/発表者名
      A. Shinozaki, K. Fukuwa, T. Ishida, M. Kuwahara, T. Miyoshi Y. Arai, K. Saitoh
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] bservation of Anisotropic Skyrmion Interactions Using Lorentz Transmission Electron Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagase, M. Komatsu, Y. G So, T. Ishida, H. Yoshida, Y. Kawaguchi, Y. Tanaka, K. Saitoh, N. Ikarashi, M. Kuwahara, M. Nagao
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pt/Co/Ta磁性多層膜の作製と電子顕微鏡を用いた磁気構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      濱中幸祐,冨樫将孝,桑原真人,石田高史,齋藤 晃
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過電子顕微鏡を用いたsoiピクセル検出器の性能評価Ⅱ2019

    • 著者名/発表者名
      篠崎 暉,福和果歩,石田高史,桑原真人,三好敏喜,新井康夫,齋藤 晃
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過型電子顕微鏡を用いたCo-Zn-Fe合金の磁気構造観察2019

    • 著者名/発表者名
      冨樫将孝,石田高史,小松正弥,長尾全寛,肖 英紀,桑原真人,齋藤 晃
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過型電子顕微鏡によるSOI技術をもちいた積分型CMOSイメージセンサの性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      篠崎暉,石田高史,桑原真人,三好敏喜,新井康夫,齋藤 晃
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス電子線を用いた積分型SOIピクセル検出器の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      篠﨑 暉, 福和果歩,石田高史,桑原真人,三好敏喜,新井康夫,齋藤晃
    • 学会等名
      第1回量子線イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic structures in Nano-Fabricated Pt/Co/Ta Multilayer Film2018

    • 著者名/発表者名
      K. Hamanaka,H. Suzuki,T. Ishida,M. Kuwahara,K. Saitoh
    • 学会等名
      19TH INTERNATIONAL MICROSCOPY CONGRESS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and analysis of Pt/Co/Ta multilayer disks for investigation of a magnetic chirality2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, M. Kuwahara, T. Ishida, M. Nagao, K. Saitoh
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and Evaluation of Structure Controlled Magnetic Thin Film for TEM Observation2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hamanaka, H. Suzuki, T. Ishida, M. Kuwahara, K. Saitoh
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気キラリティを有するPt/Co/Ta多層膜ディスクの作製と顕微鏡学的磁気構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 潤士、桑原 真人、石田 高史、長尾 全寛、齋藤 晃
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノスケールに構造制御した磁性薄膜の作製と電子顕微鏡評価2017

    • 著者名/発表者名
      濱中幸祐、 鈴木潤士、 石田高史、 桑原真人、 齋藤晃
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] SOIピクセル検出器の電子線イメージングへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      石田高史
    • 学会等名
      第8回SOIPIX研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低加速透過電子顕微鏡を用いたSOIピクセルディテクタの性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      石田高史、 篠﨑暉、 桑原真人、 三好敏喜、 新井康夫、 齋藤晃
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノスケールに構造制御した磁性薄膜の作製と電子顕微鏡評価2017

    • 著者名/発表者名
      濱中幸祐、 鈴木潤士、 石田高史、 桑原真人、 齋藤晃
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過電子顕微鏡を用いたSOIピクセル検出器の性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      篠崎暉、石田高史、桑原真人、三好敏喜、新井康夫、齋藤晃
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子線ホログラフィーを用いたPt/Co/Ta多層膜ディスクの磁気構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      桑原真人、鈴木潤士、濱中幸祐、石田高史、齋藤晃
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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