リチウムイオン電池の充放電その場評価にむけた透過電子顕微鏡内近接場ラマン分光法

• 研究課題/領域番号: 26600038
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ナノ材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大野 裕 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80243129)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 透過電子顕微鏡内その場分光 / ラマン分光 / 散乱型近接場光 / リチウムイオン電池 / 近接場分光 / 透過電子顕微鏡 / 近接場ラマン分光

研究成果の概要

透過電子顕微鏡（TEM)観察下で観察領域にレーザー光を直径10μｍ以下に集光する装置を開発した。その結果、励起光強度の増加により、実用的な測定条件（エネルギー分解能6meV、10秒励起）での、空間分解能がμｍオーダーのTEM観察下その場ラマン分光測定が初めて可能となった。
上記のレーザー光照射下で直径60ｎｍの銀微粒子を接触させて散乱型近接場光を形成したが、近接場光強度が期待より小さく、空間分解能がｎｍオーダーのラマン分光測定はできなかった。近接場光励起によるラマン信号を抽出するには、近接場光と近接場励起用レーザー光のプローブ面積比をあと一桁下げるか、近接場光の強度をあと一桁上げる必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] Nanoscopic mechanism of Cu precipitation at small-angle tilt boundaries in Si (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, K. Inoue, K. Kutsukake, M. Deura, T. Ohsawa, I. Yonenaga, H. Yoshida, S. Takeda, R. Taniguchi, H. Otsubo, S. R. Nishitani, N. Ebisawa, Y. Shimizu, H. Takamizawa, K. Inoue, Y. Nagai
  • 雑誌名: Physical Reviwe B 巻: 91 号: 23
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.235315
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Three-dimensional evaluation of segregation ability at grain boundaries in Si by atom probe tomography combined with transmission electron microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno
  • 学会等名: European Materials Research Society 2016 Spring Meeting
  • 発表場所: Lille, France
  • 年月日: 2016-05-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Impurity segregation at small angle tilt boundaries in silicon: nanoscopic mechanisms and applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno
  • 学会等名: Energy, Materials, and Nanotechnology (EMN) Photovoltaics Meeting 2016
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2016-01-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シリコン中の小傾角粒界における酸素の偏析機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大野裕, 井上海平, 藤原航三, 出浦桃子, 沓掛健太朗, 米永一郎, 清水康雄, 井上耕治, 海老澤直樹, 永井康介
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学, 大阪
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Near-field light probe towards in-situ Raman spectroscopy under transmission electron microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 学会等名: 28th International Conference on Defects in Semiconductors
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2015-07-27 – 2015-07-31
• [学会発表] Near-field light probe towards in-situ Raman spectroscopy under transmission electron microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, I. Yonenaga
  • 学会等名: 28th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS2015)
  • 発表場所: Espoo, Finland
  • 年月日: 2015-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] Accumulation of oxygen atoms at small-angle tilt boundaries in silicon (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, K. Inoue, K. Fujiwara, M. Deura, K. Kutsukake, I. Yonenaga, Y. Shimizu, K. Inoue, N. Ebisawa, Y. Nagai
  • 学会等名: 8th International Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells (CSSC8)
  • 発表場所: Bamberg, Bavaria, Germany
  • 年月日: 2015-05-05
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of bond distortions on impurity segregation in high-angle grain boundaries in silicon (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, K. Inoue, M. Deura, K. Kutsukake, I. Yonenaga, N. Ebisawa, Y. Shimizu, K. Inoue, Y. Nagai, H. Yoshida, S. Takeda, S. Tanaka, M. Kohyama
  • 学会等名: Materials Research Society 2015 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-04-06
  • 国際学会
• [学会発表] 透過電子顕微鏡による半導体欠陥の電子的・動的特性のナノスケール直視評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大野裕
  • 学会等名: 独立行政法人日本学術振興会結晶成長の科学と技術第161委員会 第89回研究会「結晶加工と評価」
  • 発表場所: 橿原ロイヤルホテル, 奈良
  • 年月日: 2015-01-08 – 2015-01-09
  • 招待講演
• [学会発表] 電池材料の局所境界構造と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野裕
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学, 愛知
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10