| 研究課題/領域番号 |
21K18195
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
三宮 工 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60610152)
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| 研究分担者 |
石井 あゆみ 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70406833)
秋葉 圭一郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (80712538)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | カソードルミネセンス / 相関計測 / 透過電子顕微鏡 / 時間相関 / 電子顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
蛍光寿命顕微鏡においては、光の回折限界に起因して、分子・原子レベルでの機能が重要となる100nm以下の情報が得られない。最近の超解像法等によって分解能の向上は試みられているものの、数十nmが限界である。本研究では、光子ー光子相関および電子ー光子相関測定という全く新しい計測手法により、蛍光寿命顕微鏡による回折限界を打破する。この手法では、電子プローブの空間分解能で測定可能であり、既存の光による寿命顕微鏡の分解能をはるかにしのぐ。高い空間分解能を生かした透過電子顕微鏡ベースの計測によりナノ構造の同時計測・直接対比も可能となる。
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| 研究成果の概要 |
蛍光寿命顕微鏡においては、光の回折限界に起因して、分子・原子レベルでの機能が重要となる100nm以下の情報が得られない。本研究では、電子線励起発光（カソードルミネセンス、CL）をベースに光子ー光子相関および電子ー光子相関測定という全く新しい計測手法により、蛍光寿命顕微鏡による回折限界を打破する顕微鏡法を確立した。この手法では、電子線のパルス化が不要であり、電子プローブ本来の空間分解能で発光寿命測定が可能である。光子―光子および電子―光子相関マッピング計測により半導体や欠陥の発光中心の寿命分布の可視化に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本申請で開発する寿命イメージングは、自然放出される電子１つをパルスとして利用し、パルス電子銃を必要としないパッシブな計測で、発光寿命を検出系を組み込むだけで簡便に実現ができるため、広い汎用性を持つ。パルス電子銃を用いた従来の方法と異なり、電子光学系がそのままであるので、電子顕微鏡本来の分解能（光の2桁上）で発光イメージングができ、同時計測された試料内部の構造と直接比較可能である。さらに、本研究の手法では、発光のプロセスや相関の強度を表す重要なパラメタも同時に得られるため、学術的にも新奇な知見が得られている。
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