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スペクトロX線タイコグラフィによるナノ構造情報の可視化

公募研究

研究領域ナノ構造情報のフロンティア開拓-材料科学の新展開
研究課題/領域番号 16H00889
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

高橋 幸生  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00415217)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード放射光 / タイコグラフィ / 酸素吸蔵放出材料 / X線 / 量子ビーム / ナノ材料 / X線
研究実績の概要

自動車排ガス浄化触媒システムに用いられる酸素吸蔵・放出材料であるセリウムジルコニウム複合酸化物微粒子にスペクトロX線タイコグラフィを適用した。大型放射光施設SPring-8において、CeのL3吸収端近傍の複数のエネルギーでタイコグラフィ測定を行い、位相回復計算を実行した結果、各エネルギーで試料の電子密度分布像を反映した位相像、X線の吸収量を反映した振幅像をピクセル分解能13ナノメートルで再構成することに成功した。さらに、振幅像のエネルギー依存性から得られるX線吸収スペクトルを解析することで、セリウム価数の二次元分布を可視化することに成功した。また、計算機断層撮影を組合せた三次元スペクトロX線タイコグラフィの測定も行い、セリウム価数の三次元分布をピクセル分解能14ナノメートルで再構成することにも成功した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Visualization of Heterogeneous Oxygen Storage Behavior in Platinum-Supported Cerium-Zirconium Oxide Three-Way Catalyst particles by Hard X-ray Spectro-Ptychography2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hirose, Nozomu Ishiguro, Kei Shimomura, Nicolas Burdet, Hirosuke Matsui, Mizuki Tada, Yukio Takahashi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 130 号: 6 ページ: 1490-1495

    • DOI

      10.1002/ange.201710798

    • NAID

      120006473548

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Use of Kramers-Kronig relation in phase retrieval calculation in X-ray spectro-ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hirose, Kei Shimomura,Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 8 ページ: 8593-8603

    • DOI

      10.1364/oe.25.008593

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dark-field X-ray ptychography: Towards high-resolution imaging of thick and unstained biological specimens2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Suzuki, Kei Shimomura, Makoto Hirose, Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 35060-35060

    • DOI

      10.1038/srep35060

    • NAID

      120005890051

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 硬X線スペクトロタイコグラフィによる酸素吸蔵・放出材料の三次元価数識別イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      広瀬真、石黒志、下村啓、松井公佑、唯美津木、高橋幸生
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] X線タイコグラフィによる3次元ナノ構造可視化の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      埋もれた界面のX線・中性子解析2018ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線タイコグラフィによるナノ構造可視化の最前線2018

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      第6回放射光産業利用支援講座~マテリアルインフォマティクスのための放射光科学と計算科学の融合技術~
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線タイコグラフィによる価数識別ナノイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 硬X線タイコグラフィによる価数識別イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      広瀬真、下村啓、Nicolas Burdet、松井公佑、唯美津木、高橋幸生
    • 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
      神戸芸術センター
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] X線タイコグラフィによるナノ構造・元素・化学状態の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      第28回微量元素学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線タイコグラフィ-XAFSによるナノ構造・化学状態の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      第20回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線タイコグラフィによるナノ構造可視化の新展開2017

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      第14回X線結像光学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-resoluton hard X-ray spectro-ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics and Applications 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Resolution Hard X-ray Ptychography at SPring-8: Recent Progress and Future Prospects2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Takahashi
    • 学会等名
      NSLS-II users' meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Resolution and High-Sensitivity X-ray Ptychography at SPring-8: Recent Progress and Future Prospects2017

    • 著者名/発表者名
      Yukio Takahashi
    • 学会等名
      PETRA IV Coherence Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-resolution chemical imaging using hard x-ray spectro-ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hirose, Kei Shimomura, Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
    • 学会等名
      SPIE2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Use of Kramers-Kronig Relation in Hard X-ray Spectro-ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hirose, Kei Shimomura, Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Nanoscale Chemical Imaging of Oxygen Storage and Release Particles by Hard X-ray Spectro-Ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Hirose, Nozomu Ishiguro, Kei Shimomura, Nicolas Burdet, Hirosuke Matsui, Mizuki Tada, Yukio Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces for Future Earth
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] コヒーレントX線回折イメージングの今後の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      PF研究会「PF挿入光源ビームラインBL-19の戦略的利用に関する研究会」
    • 発表場所
      KEKつくばキャンパス 小林ホール
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 硬X線スペクトロタイコグラフィ2017

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      SPRUC顕微ナノ材料科学研究会・表面科学会放射光部会 合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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