電子顕微鏡による分子の動的解析法の高速化

• 研究課題/領域番号: 23681026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 越野 雅至 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノチューブ応用研究センター, 研究チーム長 (00505240)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2011年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: ナノ・マイクロ科学 / ナノ材料 / ナノバイオサイエンス / ナノ構造科学 / フラーレン・ナノチューブ・グラフェン / 電子顕微鏡 / 高速撮影 / 可視化 / 単分子 / 高感度撮影 / 有機分子

研究成果の概要

分子や原子ひとつひとつを可視化し、その時間的構造変化や化学変化を原子レベルで解析することを目的とし，高速画像撮影およびその解析のために必要となる要素技術の開発を行った．画像位置補正技術の適用により，信頼度の高い解析が可能となった．低温で化学反応を抑えることにより，個別分子の異なる反応様式を明らかにした．また，走査透過型電子顕微鏡(STEM)と電子エネルギー損失分光法(EELS)を組み合わせることにより，個別原子の結合状態や，異種原子の区別，異なる分子の区別などが可能となった．特に高温測定から安定な実験データが得られ，計算化学的なアプローチから理論的な検証を行った．

研究成果

• [雑誌論文] Multiple reaction pathways of metallofullerenes investigated by transmission electron microscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Koshino
  • 雑誌名: Dalton Trans. 巻: X 号: 20 ページ: 7359-7365
  • DOI: 10.1039/c3dt53639d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic imaging and spectroscopy of low-dimensional materials with interrupted periodicities (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazu Suenaga, Kotone Akiyama-Hasegawa, Yoshiko Niimi, Haruka Kobayashi, Midori Nakamura, Zheng Liu, Yuta Sato, Masanori Koshino, and Sumio Iijima
  • 雑誌名: J Electron Microsc. 巻: 61 号: 5 ページ: 285-291
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfs054
  • 査読あり
• [学会発表] 原子ひとつから化学結合情報を検出する！？ (2013)
  • 著者名/発表者名: 越野雅至
  • 学会等名: 第29 回分析電子顕微鏡討論会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 招待講演
• [学会発表] 加速電圧，分解能，感度，観察試料のダメージ (2012)
  • 著者名/発表者名: 越野 雅至
  • 学会等名: 第68回日本顕微鏡学会（指定講演）
  • 発表場所: つくば国際会議場，茨城県つくば市
  • 招待講演
• [学会発表] Atomic level imaging and spectroscopy of nano-carbon materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Masanori Koshino
  • 学会等名: Simposia Metrology & Methodology: Thirteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] 実験的な単分子・単原子解析とそのエネルギー状態の理論解釈 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越野 雅至
  • 学会等名: 第25回DV-Xα研究会
  • 発表場所: 福岡大学，福岡県福岡市
  • 招待講演
• [学会発表] Atomic level imaging and spectroscopy of nano materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Masanori Koshino
  • 学会等名: AtMol conference series 2012
  • 発表場所: 福岡大学，福岡県福岡市
  • 招待講演
• [学会発表] ナノカーボン材料を用いた単分子・単原子の挙動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 越野雅至
  • 学会等名: フラーレン・ナノチューブ・グラフェン若手研究会
  • 発表場所: 東京,東京大学(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-04
• [学会発表] Molecular Orbital Calculations of Small Graphene-Like Species to Interpret Their Site-Dependent EELS (2011)
  • 著者名/発表者名: Masanori Koshino, Hiroki Kurata, Seiji Isoda, Kazutomo Suenaga
  • 学会等名: CCTN11 : Seventh International Symposium on Computational Challenges and Tools for Nanotubes
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] Molecular Orbital Calculations of Small Graphene-Like Species to Interpret Their Site-Dependent EELS (2011)
  • 著者名/発表者名: Masanori Koshino, Hiroki Kurata, Seiji Isoda, Kazutomo Suenaga
  • 学会等名: NT11 International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2011-07-12
• [図書] Motional Analysis of a Single Organic Molecule by TEM Using Nanocarbon Materials: Scope of Atomic Level Imaging and Spectroscopy. in Imaging and Manipulating Molecular Orbitals (L. Grill & C. Joachim Eds). (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Koshino & K. Suenaga
  • 出版者: Springer
• [図書] Advances in Atom and Single Molecule Machines (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Koshino & Kazutomo Suenaga
  • 出版者: Springer