時分割・元素識別可能な3次元分析X線顕微鏡の開発

• 研究課題/領域番号: 19206010
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 青木 貞雄 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50016804)
• 研究分担者: 渡辺 紀生 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (80241793)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 48,100千円 (直接経費: 37,000千円、間接経費: 11,100千円); 2009年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2008年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2007年度: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
• キーワード: X線顕微鏡 / 蛍光X線 / 3次元 / 元素分析 / 位相コントラスト / 時分割 / 放射光 / レーザープラズマ / 位相差顕微鏡 / 蛍光

研究概要

放射光とレーザープラズマX線を用いたX線位相コントラスト顕微鏡と蛍光X線顕微鏡を構築した。X線位相コントラスト顕微鏡の対物素子としては主としてゾーンプレートを用い、蛍光X線顕微鏡には主としてウオルターミラーを用いた。多方向から撮影したX線顕微鏡像を利用して3次元のX線位相コントラスト像と蛍光X線像を再構成した。蛍光X線像からは元素識別可能な像が得られ、硫酸銅の電気分解において銅の析出変化の様子が観察できた。加えて、3次元元素マッピングも可能になった。3次元試料として植物の種子、赤血球、藻、ダイヤモンドなどを観察した。

研究成果

• [雑誌論文] Confocal full-field X-ray microscope for novel three-dimensional X-ray imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, Yoshio Suzuki, Kentaro Uesugi, Sadao Aoki
  • 雑誌名: J.Synchrotron Radiation 16巻 ページ: 616-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray phase micro-tomography using an interference microscope with zone plates (2009)
  • 著者名/発表者名: Norio Watanabe, Masato Hoshino, Kazuyuki Yamamoto, Sadao Aoki, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki
  • 雑誌名: J.Phys.Conference Series 186巻
• [雑誌論文] X-ray fluorescence micro-tomography and laminography using an X-ray scanning microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: Norio Watanabe, Masato Hoshino, Kazuyuki Yamamoto, Sadao Aoki, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki
  • 雑誌名: J.Phys.Conference Series 186巻
• [雑誌論文] Three-dimensional observation of biological specimens using a laser plasma soft X-ray microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: Masato Hoshino, Sadao Aoki
  • 雑誌名: J.Phys.Conference Series 186巻
• [雑誌論文] Confocal full-field X-ray microscope for novel three-dimensional X-ray imaging (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, Yoshio Suzuki, Kentaro Uesugi, Sadao Aoki
  • 雑誌名: J.Synchrotron Radiation 16 ページ: 616-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray fluorescence micro-tomography and laminography using an X-ray scanning microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: Norio Watanabe, Masato Hoshino, Kazuyuki Yamamoto, Sadao Aoki, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki
  • 雑誌名: J.Phys.Conference Series 186
• [雑誌論文] Three-dimensional observation of biological specimens using a laser Plasma soft X-ray microscope (2009)
  • 著者名/発表者名: Masato Hoshino, Sadao Aoki
  • 雑誌名: J.Phys.Conference Series 186
• [雑誌論文] Laboratory-Scale Soft X-ray Imaging Microtomography Using Wolter Mirror Optics (2008)
  • 著者名/発表者名: Masato Hoshino, Sadao Aoki
  • 雑誌名: Appl.Phys.Express 1巻
  • NAID: 10025081327
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Lapse Observation of Electrolysis Of Copper Sulfate with a Full-Field X-ray Fluorescence Imaging Microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuji Ohigashi, Tatsuya Aota, Norio Watanabe, Hidekazu Takano, Hiroki, Yokosuka, Sadao Aoki
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys. 47巻 ページ: 4742-4745
  • NAID: 40016111018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory-Scale Soft X-ray Imaging Microtomography Using Wolter Mirror Ootics (2008)
  • 著者名/発表者名: Masato Hoshino and Sadao Aoki
  • 雑誌名: Appi. Phys. Express 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Lapse Observation of Electrolysis of Copper Sulfate with a Full-Field X-ray Fluorescence Imaging Microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: Taktiji Ohigashi, Tatsuya Aota, Norio Watanabe, Hidekazu Takano, Hiroki Yokosuka and Sadao Aoki
  • 雑誌名: Jon. J. AvD1 Phvs. 47 ページ: 4742-4745
  • NAID: 40016111018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a charge-coupled device Photon-counting technique to three-dimensional element analysis of a plant seed(alfalfa) using a full-field x-ray fluorescence imaging microscope (2007)
  • 著者名/発表者名: Masato Hoshino, Toyoaki Ishino, Takashi Namiki, Norinobu Yamada, Norio Watanabe, Sadao Aoki
  • 雑誌名: Rev.Sci.Instrum. 7巻 ページ: 0737061-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a charge-coupled device photon-counting technique to three-dimensionel element analysis of a plant seed(alfalfa)using a full-field x-ray fluorescence imaging microsoope (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Hoshino, T. Ishino, T. Namiki, N. Yamada, N. Watanabe, and S. Aoki
  • 雑誌名: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS Vol.78, No.7 ページ: 0737061-7
  • 査読あり
• [学会発表] フーコーナイフエッジを用いたX線顕微鏡による位相物体の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺紀生, 笹谷智隆, 今井祐介, 岩田俊治, 座間啓介, 青木貞雄
  • 学会等名: 第57回応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 実験室系ホトンカウンテイング結像型蛍光X線分析顕微鏡 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鬼木崇, 今井祐介, 青木貞雄, 渡辺紀生
  • 学会等名: 第10回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] 100ピコ秒パルスレーザーを利用した短波長軟X線光源の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 笹谷智隆, 横須賀泰輝, 青木貞雄, 山口直洋
  • 学会等名: 第10回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] 硬X線顕微鏡像による生物試料の位相マイクロトモグラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺紀生, 笹谷智隆, 青木貞雄, 竹内晃久, 鈴木芳生
  • 学会等名: 第10回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] 硬X線干渉顕微鏡像による軟骨細胞の位相マイクロトモグラフィー (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡辺紀生, 鬼木崇, 笹谷智隆, 青木貞雄, 竹内晃久, 鈴木芳生
  • 学会等名: 第56回応用物理学会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Recent development of Zernike phase contrast X-ray microscopy and microtomography (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadao Aoki, Masato Hoshino, Norio Watanabe
  • 学会等名: 9^<th> International Conference on X-Ray Microscopy
  • 発表場所: スイス, チュ―リッヒ
  • 年月日: 2008-07-24
• [学会発表] Recent development of Zernike phase contrast X-ray microscopy and microtomoaraohy (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadao Aoki, Masato Hoshino and Norio Watanabe
  • 学会等名: 9th International Conference on X-Ray Microscopy
  • 発表場所: スイス,チューリッヒ
  • 年月日: 2008-07-24
• [学会発表] Zernike型硬X線位相差顕微鏡による位相試料の3次元イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 星野真人, 佐藤隆二, 中山裕俊, 山本一行, 渡辺紀生, 青木貞雄
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部船橋キャンパス
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] レーザープラズマ軟X線マイクロトモグラフィー (2007)
  • 著者名/発表者名: 星野真人, 青木貞雄
  • 学会等名: 第9回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: 中部大学名古屋キャンパス
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] 結像型3次元蛍光X線マイクロトモグラフィー (2007)
  • 著者名/発表者名: 星野真人, 渡辺紀生, 青木貞雄
  • 学会等名: 第9回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: 中部大学名古屋キャンパス
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] ツェルニケ型硬X線位相差顕微鏡のマイクロトモグラフィーへの応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木貞雄, 星野真人, 渡辺紀生, 新井健太郎, 早野秀昭, 小貫貴宏, 佐藤隆二, 中山裕俊
  • 学会等名: 第9回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: 中部大学名古屋キャンパス
  • 年月日: 2007-11-02
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www-aokilab.bk.tsukuba.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.u.phys.nagoya-u.ac.jp/XIO/XIO-index.html
• [備考]
  • URL: http://www.bk.tsukuba.ac.jp/~makimura/X-rayImaging/