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ナノカーボン電子源による革新的原子分解能電界放出顕微鏡の基礎と低速顕微鏡への展開

研究課題

研究課題/領域番号 18H01882
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分29030:応用物理一般関連
研究機関公益財団法人豊田理化学研究所

研究代表者

齋藤 弥八  公益財団法人豊田理化学研究所, フェロー事業部門, フェロー (90144203)

研究分担者 中原 仁  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20293649)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ナノカーボン / 電子放出 / 電界放出 / 電界イオン顕微鏡 / 電子顕微鏡 / グラフェン / 干渉性 / 吸着分子
研究成果の概要

カーボンナノチューブ(CNT)電子エミッタの表面に吸着したペンタセンの電界放出顕微鏡(FEM)および電界イオン顕微鏡(FIM)観察を行なった。ペンタセンはFEMでは太い縞として観察された。FIMでは、まゆ形(亜鈴形)の輝点がその位置が刻々と変化し、2つのまゆ形が平行にペアを形成することを見出した。
CNT電界エミッタを点電子源とする低速投影型電子顕微鏡を試作し、加速電圧200-300Vで約1万倍の顕微鏡像を撮影した。また、CNT電子源の干渉性の評価のための電子バイプリズムを作製し、予備的な測定を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンナノチューブ(CNT)やグラフェンなどのナノカーボンからの電界電子放出では,炭素原子の電子軌道や吸着分子の原子分解能での観察,真空度への要求が厳しくない(通常の高真空環境でも動作可能)など,従来のタングステンなどの金属電子源での常識を覆す,特異で興味深い現象が明らかにされている。本研究では,このCNT電子源の特性を生かして,その表面に吸着した有機分子の挙動とその分子像の観察,CNTを電子源とする新しいタイプの低速投射型電子顕微鏡の試作を行い,新たな研究分野の開拓につながる知見を得た。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Formation of Ultra-slender CNTs via Field Emission Discharge of CNT films2021

    • 著者名/発表者名
      Yahachi Saito, Koji Asaka
    • 学会等名
      フラーレン・カーボンナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FEM/FIMによるグラフェンエッジの電子軌道の観察2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤弥八,星野 徹,中原 仁,安坂幸師,永井滋一,畑 浩一
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Orbitals and Spin-Polarization at Graphene Edge Revealed by Field Emission and Field Ion Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Watanabe, T. Hoshino, H. Nakahara, S. Nagai, H. Ikemizu, K. Kunoh, K. Hata
    • 学会等名
      第57回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Edge States of Graphene Revealed by Field Emission Microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, Y. Watanabe, T. Hoshino, H. Nakahara, S. Nagai, H. Ikemizu, K. Kunoh, K. Hata
    • 学会等名
      Recent Progress in Graphene and 2D Materials Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Nanostructured Carbon Electron Emitters and its Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Yahachi Saito
    • 総ページ数
      348
    • 出版者
      Jenny Stanford Publishing
    • ISBN
      9789814877626
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 公益財団法人 豊田理化学研究所

    • URL

      https://www.toyotariken.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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