| 研究課題/領域番号 |
20H04458
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
中尾 裕則 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (70321536)
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| 研究分担者 |
山崎 裕一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 統合型材料開発・情報基盤部門, 主幹研究員 (70571610)
水牧 仁一朗 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 放射光利用研究基盤センター, コーディネーター (60360830)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
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| キーワード | 軟X線イメージング / 共鳴X線散乱 / マルチスケール軟X線回折顕微鏡 / コヒーレント回折イメージング / ホログラフィ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物では、様々な空間スケールでの構造：生体≫臓器≫細胞≫核・細胞膜≫タンパク質・アミノ酸≫原子配列をそれぞれの空間スケールの構造として調べることが、生命を理解する上で重要である。同様に物性物理学でも、階層的な構造の重要性が常々指摘されてきたものの、広い空間スケールでの観測は容易ではなかった。そこで本研究は、軟X線を用いたコヒーレント回折イメージング手法に、新たな視野可変機能を付加した「マルチスケール軟X線回折顕微鏡」を開発し、階層的な構造が起源となる物性の解明を目指すものである。
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| 研究成果の概要 |
高空間分解能の実空間イメージングが可能なコヒーレント回折イメージングに、視野可変機能を付加し、簡便な広視野観測から高空間分解能での観測まで連続的に観測可能な「マルチスケール軟X線回折顕微鏡」を建設し、メゾスコピック構造である磁気テクスチャの実空間観測、視野可変機能の実証に成功した。
さらにインラインホログラフィ法を同顕微鏡に適用し、フォーク型回折格子により生成した軟X線光渦の位相分布の観測に成功した。この結果から、磁気テクスチャの中のトポロジカル欠陥を敏感に捉えられること、その欠陥構造の特徴量であるトポロジカルナンバーを決定できることも明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では「マルチスケール軟X線回折顕微鏡」を建設し、複雑な解析なしにほぼ実像を観測できることだけでなく、簡便に視野を可変できることを実材料で実証することに成功した。これにより、測定対象全体を観測し、注目する箇所を探し出し、その部分にズームインし詳細に観測するような研究が簡便に可能となることが期待される。また、開発した顕微鏡の異なる利用方法に着目することで、磁性体のトポロジカル欠陥と呼ばれる特徴量を検知する方法を明らかにした。
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