超高感度マルチモーダルＸ線イメージング法の開発

• 研究課題/領域番号: 26600137
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 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)
• 研究分担者: 北條 大介 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (30511919) ; 加藤 秀実 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80323096)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: Ｘ線 / イメージング / 小角Ｘ線散乱 / 干渉計 / 金属ガラス / ナノ粒子 / 微細加工 / 表面・界面

研究成果の概要

Ｘ線回折格子干渉計を発展させ、新たな光学素子の開発、さらには新規着想に基づく派生型光学系の開発により、高感度化の実現を目指した。光学素子については、金属ガラスインプリンティングにより、周期3μm格子の作製に成功した。また陽極酸化アルミナによる高アスペクト比鋳型作製法の開発も行った。Ｘ線エラストグラフィ法の開発では、解像できない急峻なエッジがどのように描出されるか、理論的・実験的に明らかにした上で、原理検証実験を行った。GISAXSイメージング法の開発においては、表面・界面に高感度な実験配置により、通常のＸ線イメージングでは描出が困難な10 nmの段差に起因するコントラストの取得に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Sub-10-ms X-ray tomography using a grating interferometer (2017)
  • 著者名/発表者名: W. Yashiro, D. Noda, and K. Kajiwara
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 10 号: 5 ページ: 052501-052501
  • DOI: 10.7567/apex.10.052501
  • NAID: 210000135838
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] X-ray phase imaging using a Gd-based absorption grating fabricated by imprinting technique (2016)
  • 著者名/発表者名: W. Yashiro, K. Kato, M. Sadeghilaridjani, A. Momose, T. Shinohara, and H. Kato
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 55 号: 4 ページ: 048003-048003
  • DOI: 10.7567/jjap.55.048003
  • NAID: 210000146259
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of beam hardening on a visibility-contrast image obtained by X-ray grating interferometry (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Yashiro, P. Vagovic, and A. Momose
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 23 号: 18 ページ: 23462-23471
  • DOI: 10.1364/oe.23.023462
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of unresolvable edges in grating-based X-ray differential phase imaging (2015)
  • 著者名/発表者名: W. Yashiro and A. Momose
  • 雑誌名: Opt. Exp. 巻: 23 号: 7 ページ: 9233-9251
  • DOI: 10.1364/oe.23.009233
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An improved phase shift reconstruction algorithm of fringe scanning technique for X-ray microscopy (2014)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray Bragg magnifier microscope as a linear shift invariant imaging system: image formation and phase retrieval (2014)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ｘ線による表面・界面構造解析の新たな展開：Ｘ線の位相を利用したイメージング法との融合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会 シンポジウム「薄膜・多層膜の界面イメージング」
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2017-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] 回折格子を利用した 硬Ｘ線マイクロ秒イメージング・ミリ秒トモグラフィ (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航, 梶原 堅太郎, 上田 亮介, 工藤 博幸
  • 学会等名: 第30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: 兵庫県神戸市 神戸芸術センター
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] 金属ガラスのインプリントによる高アスペクト比Ｘ線回折格子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、竹内 晃久、Sadeghilaridjani Maryam、加藤秀実
  • 学会等名: 第30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: 兵庫県神戸市 神戸芸術センター
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] 放射光を利用したイメージング技術のフロンティアの開拓 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: フロンティアソフトマター開発専用ビームライン産学連合体第6回研究発表会
  • 発表場所: 東京都文京区 東京大学本郷キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ビームの位相を利用したイメージングの最前線と高度情報処理技術への期待 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: さきがけマテリアルインフォマティクス研究会
  • 発表場所: 宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 放射光イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: SLiT-Jエンドステーション・デザイン「イメージングESワークショップ」
  • 発表場所: 宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 金属ガラスインプリンティングによる高アスペクト比Ｘ線回折格子の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、竹内 晃久、Sadeghilaridjani Maryam、加藤秀実
  • 学会等名: 東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ 3 GeV高輝度放射光SLiT-Jと産学協創
  • 発表場所: 宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
  • 年月日: 2016-12-13
• [学会発表] Ｘ線回折格子干渉法による100ナノメートル以下の表面構造解析に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤 宏祐、池田 進、和田 恭雄、鈴木 芳生、竹内 晃久
  • 学会等名: 第77回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 新潟県新潟市 朱鷺メッセ
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] Ｘ線回折格子干渉計を用いた微小角入射小角Ｘ線散乱イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤 宏祐、百生 敦、池田 進、和田 恭雄、鈴木 芳生、竹内 晃久
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第72回学術講演会
  • 発表場所: 宮城県仙台市 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-06-14
• [学会発表] Small-angle X-ray scattering contrast imaging in grating-based X-ray interferometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Yashiro, Atsushi Momose, Akihisa Takeuchi, and Yoshio Suzuki
  • 学会等名: International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Application (THERMEC’2016)
  • 発表場所: Messe Congress Graz, Graz, Austria
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Grating-Based Ultra-Small-Angle X-ray Scattering Imaging (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Yashiro, Atsushi Momose, Akihisa Takeuchi, and Yoshio Suzuki
  • 学会等名: International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2016 (XOPT2016)
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-05-18
  • 国際学会
• [学会発表] X-ray Transmission Gratings Fabricated by Metallic Glass Imprinting Technique (2016)
  • 著者名/発表者名: Wataru Yashiro, Kosuke Kato, Sadeghilaridjani Maryam, Atsushi Momose, Takenao Shinohara, and Hidemi Kato
  • 学会等名: International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2016 (XOPT2016)
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-05-18
  • 国際学会
• [学会発表] Ｘ線によるイメージング ― 回折格子干渉計の原理と応用 ― (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 平成27年度ソフトマター中性子散乱研究会
  • 発表場所: エッサム神田ホール（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] 回折格子を用いた定量的GISAXSイメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、百生敦、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 一枚の回折格子によるGISAXS実空間イメージング ― コントラストの定量解析 ― (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、百生敦、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 学会等名: 平成27年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] 硬Ｘ線イメージングの最前線 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 第二回東北放射光施設（SLiT-J）利用分野調査検討ワークショップ
  • 発表場所: 東北大学雨宮キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線回折格子干渉計による微小角入射小角Ｘ線散乱イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、百生敦、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 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: 東京大学柏の葉キャンパス駅前サテライト（千葉県柏市）
  • 年月日: 2016-01-09
• [学会発表] 放射光・中性子を用いたシリコン表面・界面構造解析の現状と将来展望 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 界面ナノ電子化学研究会/CROSS東海合同セミナー『界面ナノ電子化学における中性子解析の可能性』
  • 発表場所: 東京都中央区 関東化学株式会社本社
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線回折格子干渉計の高分子構造科学研究への展開可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 第一回高分子構造科学研究会・小角散乱研究会合同研究会
  • 発表場所: 兵庫県佐用郡佐用町 高輝度光科学研究センター
  • 招待講演
• [学会発表] 量子ビームイメージング技術のフロンティア開拓を目指して (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 東京大学大学院新領域創成科学研究科セミナー
  • 発表場所: 千葉県柏市 東京大学柏キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線イメージングの新展開 ― Ｘ線の波面計測を利用した構造解析の可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 東北大学大学院理学研究科物理学専攻第8回物性勉強会
  • 発表場所: 宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 硬Ｘ線の位相を利用したイメージング技術のフロンティア (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 現物融合型エンジニアリング専門委員会 第66回委員会
  • 発表場所: 東京都文京区 東京大学本郷キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線イメージング技術の新展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会 様々なイメージング技術研究部会 第4回研究会
  • 発表場所: 埼玉県東松山市 ホテル紫雲閣
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線イメージング技術のフロンティア (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 高アスペクト比インプリント技術研究会
  • 発表場所: 宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 波面の計測・制御 ― 分野横断的研究の重要性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: Ⅹ線ナノ集光技術研究会2015
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] 回折格子干渉計を用いた定量的GISAXSイメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、百生敦、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 学会等名: Optics & Photonics japan 2015 (OPJ2015)
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-10-29
• [学会発表] 一枚の位相格子を利用したGISAXS実空間イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 応用物理学会埋もれた界面Ｘ線・中性子解析研究会 第7回研究会
  • 発表場所: 学術総合センター（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] 回折格子を利用した小角Ｘ線散乱イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航、百生敦
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 回折格子を用いたGISAXSイメージング ― コントラストの定量解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代 航、加藤宏祐、百生敦、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知研名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] IN-PLANE SMALL-ANGLE X-RAY SCATTERING IMAGING WITH X-RAY GRATING INTERFEROMETERS (2015)
  • 著者名/発表者名: Wataru Yashiro, Kosuke Kato, Atsushi Momose, Susumu Ikeda, Yasuo Wada, Yoshio Suzuki, and Akihisa Takeuchi
  • 学会等名: 3rd international GISAS Conference (GISAS2015)
  • 発表場所: Mediterranean University Center (Nice, France)
  • 年月日: 2015-09-08
  • 国際学会
• [学会発表] Ｘ線・中性子位相イメージングのための回折格子の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: JST ERATO百生量子ビーム位相イメージングプロジェクト キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線・中性子回折格子干渉計による極小角散乱イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: JST ERATO百生量子ビーム位相イメージングプロジェクト キックオフシンポジウム
  • 発表場所: 東北大学片平キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-07-13
  • 招待講演
• [学会発表] X線回折格子干渉計を利用した小角X線散乱イメージング法の開発と今後の展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航
  • 学会等名: 日本材料学会 金属ガラス部門委員会第32回研究会「新たな視点での金属ガラスの研究展開」
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-06-11
• [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: 2015-03-12
  • 招待講演
• [学会発表] 一枚の位相型回折格子を用いたGIUSAXS実空間イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航、加藤宏祐、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 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
• [学会発表] 一枚の回折格子によるGISAXS実空間イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航、加藤宏祐、池田進、和田恭雄、鈴木芳生、竹内晃久
  • 学会等名: 平成26年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-10
• [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
  • 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
  • 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
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-01-23
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線 Talbot 干渉計による極小角Ｘ線散乱イメージングとすれすれ入射表面敏感配置への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢代航、百生敦、竹内晃久、鈴木芳生
  • 学会等名: 第28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: 草津
  • 年月日: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [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
  • 招待講演
• [学会発表] Ｘ線回折格子干渉計による極小角Ｘ線散乱の実空間イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢代航, 百生敦
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Ｘ線回折格子干渉計を利用した極小角 X 線散乱イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢代航, 百生敦
  • 学会等名: 第50回Ｘ線分析討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-10-31
• [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
• [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
  • 招待講演
• [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 急峻なエッジの効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢代航, マージー, オルビナード, 村上岳, 百生敦, 兵藤一行
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 春日井
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Grating-Based Ultra-Small-Angle X-ray Scattering Imaging in Grazing-Incidence Geometry (2014)
  • 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
• [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
  • 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
  • 招待講演
• [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
• [備考] http://mml.tagen.tohoku.ac.jp/yashiro/
• [産業財産権] 成形材料の製造方法、成形材料、波面制御素子および回折格子 (2016)
  • 発明者名: 加藤秀実、矢代航
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-06-17
  • 外国