放射光と自由電子レーザーを相補利用する多元的マルチスケール時空間X線イメージング

• 研究課題/領域番号: 25709057
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 金属物性・材料
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高橋 幸生 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00415217)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: X線イメージング / ナノ材料 / X線自由電子レーザー / 放射光 / 金属物性 / X線

研究成果の概要

X線自由電子レーザー施設SACLAにおいて集光した硬X線パルスを利用するコヒーレントX線回折イメージング技術を開発し，金属ナノ粒子の組織と粒径分布の複合解析に応用した．銀ナノキューブ粒子および金/銀ナノボック粒子を試料として1000枚を越えるコヒーレント回折強度パターンを取得し,位相回復計算を実行することで、粒子の電子密度分布の投影を10nmより優れた分解能で可視化し、粒子径と内部組織の関係を明らかにした．これにより，SACLAのX線自由電子レーザーとSPring-8の高輝度放射光X線を相補的に利用するコヒーレントX線回折イメージングのスキームが完成した．

研究成果

• [雑誌論文] Multiple defocused coherent diffraction imaging: Method for simultaneously reconstructing objects and probe using X-ray free-electron lasers (2016)
  • 著者名/発表者名: Makoto Hirose, Kei Shimomura, Akihiro Suzuki, Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 24 号: 11 ページ: 11917-11925
  • DOI: 10.1364/oe.24.011917
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Efficient use of coherent X-rays in ptychography: Towards high-resolution and high-throughput observation of weak-phase objects (2016)
  • 著者名/発表者名: Nicolas Burdet, Kei Shimomura, Makoto Hirose, Akihiro Suzuki, Yukio Takahashi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 108 号: 7 ページ: 07113-07113
  • DOI: 10.1063/1.4942105
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] KOTOBUKI-1 apparatus for cryogenic coherent X-ray diffraction imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Nakasako, Y. Takayama, T. Oroguchi, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, K. Shirahama, M. Yamamoto*, T. Hikima, K. Yonekura, S. Maki-Yonekura, Y. Kohmura, Y. Inubushi, Y. Takahashi*, A. Suzuki, S. Matsunaga, Y. Inui, K. Tono, T. Kameshima, Y. Joti, and T. Hoshi
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 84 号: 12 ページ: 93705-16
  • DOI: 10.1021/nl403247x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous Dressing of Dirac Fermions in the Topological Surface State of Bi2Se3, Bi2Te3, and Cu-Doped Bi2Se3 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Kondo
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 110 号: 6 ページ: 32002-32002
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.068103
  • 査読あり
• [学会発表] 部分コヒーレントX線を用いたタイコグラフィ (2016)
  • 著者名/発表者名: 下村啓、Nicolas Burdet、鈴木明大、広瀬真、高橋幸生
  • 学会等名: 第29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: 東京大学フューチャーセンター推進機構、千葉県柏市
  • 年月日: 2016-01-10
• [学会発表] プリセッション測定による高分解能X線タイコグラフィ (2015)
  • 著者名/発表者名: 下村啓、鈴木明大、広瀬真、香村芳樹、石川哲也、高橋幸生
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] 暗視野X線タイコグラフィーの提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明大、下村啓、広瀬真、高橋幸生
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] コヒーレントX線が拓く新しい3次元イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 東京大学農学部
  • 年月日: 2014-11-03
  • 招待講演
• [学会発表] High-resolution hard x-ray ptychography of extended thick objects using multislice approach (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明大、下村啓、古宅伸、山内和人、香村芳樹、石川哲也、高橋幸生
  • 学会等名: International Conference on X-ray Microscopy(XRM2014)
  • 発表場所: Melbourne Convention and Exibition Center, Melbourne, Australia
  • 年月日: 2014-10-30
• [学会発表] High-resolution coherent X-ray diffraction imaging at SPring-8 and SACLA (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: AOFSRR2014
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2014-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] A method for ptychographic X-ray imaging of weak-phase objects (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明大、高橋幸生
  • 学会等名: The International Workshop on Phase Retrieval and Coherent Scattering (Coherence 2014)
  • 発表場所: Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
  • 年月日: 2014-09-04
• [学会発表] Recent Progress of Hard X-ray Ptychography at SPring-8 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: The International Workshop on Phase Retrieval and Coherent Scattering (Coherence 2014)
  • 発表場所: Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
  • 年月日: 2014-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Coherent Diffraction Imaging with Focused Hard X-ray Beams (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: NSS-8(International Workshop on Nanoscale Spectroscopy and Nanotechnology)
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] コヒーレントX線回折イメージングが拓く構造可視化の新しい世界 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 医学・生物学電子顕微鏡技術学会第30回学術講演
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館
  • 年月日: 2014-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] XFEL コヒーレント回折イメージングによる金属ナノ粒子の組織と粒度分布の複合解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生、鈴木明大、是津信行、苙口友隆、高山裕貴、関口優希、小林 周、山本雅貴、中迫雅由
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] マルチスライスアプローチを用いた高分解能 X 線タイコグラフィー (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明大、古宅伸、下村啓、山内和人、香村芳樹、石川哲也、高橋幸生
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 広島国際会議場
• [学会発表] コヒーレントX線が拓く新しい結晶学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 第27回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] コヒーレントX線回折イメージングの現状と将来展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 第69回日本顕微鏡学会・学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
  • 招待講演
• [学会発表] コヒーレントX線回折を利用したマルチスケールイメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 招待講演
• [学会発表] High-resolution and High-sensitivity X-ray Ptychography Using Focused Hard X-ray Beam (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukio Takahashi
  • 学会等名: Ptycho2013
  • 発表場所: Hohenkammer, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] High-resolution ptychographic imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Yukio Takahashi
  • 学会等名: ICXOM22
  • 発表場所: Hamburg, Germany
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/takahashi
• [備考]
  • URL: http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/takahashi
• [備考] http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/takahashi