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実験室X線源によるナノメートル解像度三次元観察を目指した高感度X線顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24310087
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関東北大学

研究代表者

矢代 航  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10401233)

連携研究者 服部 正  兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (70326297)
三木 一司  物質, 材料研究機構・高分子材料ユニット, グループリーダー (30354335)
水谷 治央  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 客員共同研究員 (40444103)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
キーワードX線 / 顕微鏡 / 位相 / イメージング / 三次元 / ナノ材料 / 燃料電池 / 細胞・組織 / X線
研究成果の概要

本研究では、コンパクトな実験室X線源によって数nmスケールの空間分解能の三次元硬X線顕微鏡を将来的に実現するための基盤技術の確立を目指した。投影型X線位相差分顕微鏡を考案し、波動光学理論の構築、シミュレータの開発などを行った後、μmサイズX線源を利用した原理実証実験を行い、Fresnel回折を伴った吸収像、縞位相造、ビジビリティコントラスト像の三枚の独立な画像の取得に成功した。さらに、本着想を発展させたX線位相差分ラミノグラフィシステムを実現するための基盤技術の確立を目的として、微細加工技術を利用した微小ターゲットの開発、フレキシブルX線格子などの開発を行った。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (36件) (うち招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] X-ray Bragg magnifier microscope as a linear shift invariant imaging system: image formation and phase retrieval2014

    • 著者名/発表者名
      P. Vagovic, L. Sveda, A. Cecilia, E. Hamann, D. Pelliccia, E. N. Gimenez, D. Korytar, K. M. Pavlov, Z. Zaprazny, M. Zuber, T. Koenig, M. Olbinado, W. Yashiro, A. Momose, M. Fiederle, T. Baumbach
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 22 号: 18 ページ: 21508-21520

    • DOI

      10.1364/oe.22.021508

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An improved phase shift reconstruction algorithm of fringe scanning technique for X-ray microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      S. Lian, H. Yang, H. Kudo, A. Momose, and W. Yashiro
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 86 号: 2 ページ: 023707-023707

    • DOI

      10.1063/1.4908139

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A metallic glass grating for X-ray grating interferometers fabricated by imprinting2014

    • 著者名/発表者名
      W. Yashiro, D. Noda, T. Hattori, K. Hayashi, A. Momose, and H. Kato
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp.

      巻: 7 号: 3 ページ: 32501-32501

    • DOI

      10.7567/apex.7.032501

    • NAID

      210000137015

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MEMSにおける異種材料間接合メカニズムの解明2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 雑誌名

      埋もれた界面のX線・中性子解析アウトルック2014

      巻: 2014 ページ: 57-58

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大強度X線の照射効果の研究2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 雑誌名

      埋もれた界面のX線・中性子解析アウトルック2014

      巻: 2014 ページ: 55-56

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 半導体デバイス中の三次元ナノ構造・ひずみ制御・評価2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 雑誌名

      埋もれた界面のX線・中性子解析アウトルック2014

      巻: 2014 ページ: 13-14

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grazing-incidence ultrasmall-angle X-ray scattering imaging with X-ray transmission gratings: A feasibility studey2014

    • 著者名/発表者名
      W. Yashiro and A. Momose
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 5S1 ページ: 05FH04-05FH04

    • DOI

      10.7567/jjap.53.05fh04

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 回折格子を利用した高感度X線結像顕微鏡2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航、百生敦
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 23 ページ: 227-236

    • NAID

      10031201661

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical aspect of x-ray phase microscopy with transmission gratings2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 百生敦
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1466 ページ: 144-149

    • DOI

      10.1063/1.4742283

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of gratings for x-ray and neutron phase imaging techniques by using x-ray projection microscope2012

    • 著者名/発表者名
      南勝利, 他
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1466 ページ: 193-198

    • DOI

      10.1063/1.4742268

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Wavefront measurement for a hard-X-ray nanobeam using single-grating interferometry2012

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuyama
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 9 号: 22 ページ: 24977-24986

    • DOI

      10.1364/oe.20.024977

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent Nanobeam and Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 雑誌名

      KEK Report

      巻: 2012-4 ページ: 12-14

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 回折格子を用いたX線顕微法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第62回応用物理学春季学術講演会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GIUSAXS実空間イメージング法の開発と今後の展望2015

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      物質・材料研究機構第59回先端計測オープンセミナー
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-02-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 回折格子を用いたX線・中性子位相イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第14回マイクロシステム融合研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-02-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線の位相を利用した計測技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      多元物質科学研究所若手交流講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線の位相計測を利用した顕微イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      光量子融合連携研究開発プログラム「量子ビーム連携によるソフトマテリアルのグリーンイノベーション」ミニシンポジウムⅡ
    • 発表場所
      春日
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 回折格子を利用した高感度硬X線顕微イメージング ― 高分子の階層構造観察への応用可能性(依頼講演)2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] X線回折格子干渉計による逆空間位相計測とイメージングの可能性2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Grating-Based Ultra-Small-Angle X-ray Scattering Imaging in Grazing-Incidence Geometry2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Atsushi Momose
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies – The IUMRS International Conference in Asia 2014 (IUMRS-ICA 2014)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 回折格子を利用した高感度X線イメージングの現状2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      理研セミナー
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 回折格子を用いた高感度硬X線顕微イメージング法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      学振141委員会第156回研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線位相イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 様々な極微イメージング技術研究部会 第2回研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線の多重散乱現象を利用したSi酸化膜/Si界面下の微小ひずみの研究2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      鉄鋼協会表面界面分野フォーラム ミニシンポジウム「放射光を用いたナノ・ミクロの表面・バルク解析~ソフト・ハードX線による極限的評価~」
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線位相顕微イメージングとソフトマテリアル三次元可視化への応用2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      高分子学会九州支部 九州有機材料研究グループ研究会「光・量子ビームを利用した階層構造の可視化」
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線 Talbot 干渉計におけるビジビリティコントラストイメージング ― 急峻なエッジの効果2014

    • 著者名/発表者名
      78) 矢代航、Margie Olbinado1、Patrik Vagovic、名越健誠、佐藤友子、船守展正、兵藤一行、百生敦
    • 学会等名
      第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線回折格子干渉計におけるビジビリティコントラストの起源2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航、百生敦
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      相模原
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線回折格子干渉計によるGIUSAXSイメージング2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航、百生敦
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線Talbot干渉計のための透過型金属ガラス回折格子の作製2014

    • 著者名/発表者名
      矢代航、百生敦、野田大二、服部正、林好一、加藤秀実
    • 学会等名
      日本金属学会2014春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] General Concept of Visibility Contrast in X-ray Grating Interferometry2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Margie P. Olbinado, Patrik Vagovic, and Atsushi Momose
    • 学会等名
      International Workshop on X-ray and Neutron Phase Imaging with Gratings (XNPIG2014)
    • 発表場所
      Garmisch-Partenkirchen, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 実験室X線源と一枚の位相型回折格子による投影型X線顕微鏡の開発2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] x-ray phase microscopy with gratings2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      SATELLITE MEETING Real and reciprocal space X-rayimaging (The Royal Society)
    • 発表場所
      Chicheley, イギリス(招待講演)
    • 年月日
      2013-02-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] A multiple-wavex-ray diffraction phenomenon and its application to surface crystallography2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      Symposium on Surface and Nano Science 2013(SSNS' 13)
    • 発表場所
      山形(招待講演)
    • 年月日
      2013-01-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] X線多波回折現象を利用した位相計測-放射光照射効果のその場観察2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      第26回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2013-01-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] X-ray projection and imaging microscopes with a phase grating2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Katsunori Minami, and Atsushi Momose
    • 学会等名
      The 12th Symposium on X-ray Imaging Optics
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] はじめに ― X線・中性子光学素子と微細加工技術2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第4回ナノマイクロシステム融合研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線顕微鏡の現状と将来展望 ― 化学研究への応用可能性について2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第三回光科学分野横断萌芽研究会
    • 発表場所
      箱根
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線Talbot干渉計のための金属ガラス回折格子の作製2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航,野田大二,服部正,林好一,百生敦,加藤秀実
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京田辺
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線Talbot干渉計におけるビジビリティコントラストの理論 試料による吸収を考慮した場合2013

    • 著者名/発表者名
      矢代航,マージー・オルビナード,百生敦
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ultra Small Angle X-ray Scattering Imaging using Gratings - Possibility of GIUSAXS Imaging2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro and Atsushi Momose
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Kyotanabe, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Possibility of Grazing-Incidence Ultra-Small-Angle X-ray Scattering Imaging2013

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro and Atsushi Momose
    • 学会等名
      12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN12)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High-Sensitive Hard-x-Ray Imaging Microscopy with Gratings and its Future Applications to Nano-Micro Materials2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      The 13th RIES-Hokudai International Symposium(Joined with The 1st International Symposium of Nano-Macro Materials, Devices, and System Research Alliance Project)
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 回折格子を利用した投影型および結像型硬X線顕微鏡の開発2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      第12回多元物質科学研究所研究発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-12-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] X線多波回折現象を利用した位相計測とその応用一放射光照射効果のその場観察2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      第32回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-11-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 回折格子を利用した高感度X線顕微鏡の現状と将来展望2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 百生敦
    • 学会等名
      第53回高圧討論会
    • 発表場所
      豊中(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] In situ Phase Retrieval of X-ray Amplitude Reflectivity by Using Multiple x-ray Diffraction Phenomenon2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      International workshop on 3D atomic imaging at nano-scale active sites in materials (3D-AINAS)
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2012-08-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Talbot効果を利用した高感度X線位相差分顕微鏡2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航, 他
    • 学会等名
      多元物質とシンクロトロン放射光が紡ぎ出すイノベーション
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-07-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] x-ray Phase Measurements for Analyzing Buried Interfaces - Recent Progress and Future Prospects2012

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      薄膜・多層膜の埋もれた界面の解析-高度な量子ビーム源による新しい研究の方向性
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2012-06-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] X線物理学の基礎2012

    • 著者名/発表者名
      篠原佑也, 他
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      講談社サイエンティフィック
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] http://mml.tagen.tohoku.ac.jp/yashiro/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 縞状X線格子を過冷却液体金属でインプリント成形

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2014/03/press20140307-03.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 矢代 航|東北大学多元物質科学研究所

    • URL

      http://mml.tagen.tohoku.ac.jp/yashiro/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mm1.tagen.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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