新しい電子顕微鏡法による材料の定量解析

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04805066
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 進藤 大輔 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (20154396)
• 研究分担者: 平賀 賢二 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30005912)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 定量解析 / イメージングプレート / X線分光法 / 電子エネルギー損失分光法

研究概要

本研究は、定量性の高いイメージングプレートを用い、材料の電子回折図形や高分解能電子顕微鏡像を定量的に解析すると共に、分析電子顕微鏡の電子エネルギー損失分光法(EELS)、エネルギー分散型分光法(EDX)と組み合わせ、電子顕微鏡を用いた原子配列と電子構造に関する新しい定量評価法を確立し、新素材の解析に応用することを目的としている。このような目的に対して、本研究では、まず、イメージングプレートから出力される膨大なディジタルデータを高速で処理する画像解析システムを完成させた。具体的には、東北大学素材工学研究所にパソコンを導入し、画像ターミナルを開設し、このターミナルと既存の大型計算機またスーパーコンピュータを学内のネットワークシステム(TAINS:テインズ)を介して接続し、大規模高速画像解析システムを完成した。また、イメージングプレートで撮影した電子回折図形や電子顕微鏡像を解析するプログラムを開発し、電子回折図形、特に、短範囲規則配列に伴う散漫散乱などの弱い回折強度の定量的な解析への応用を図った。また、高分解能電子顕微鏡像を高精度で解析するために、測定値と計算値との一致の度合いを示す残差因子を導入し、高温超伝導体Ti_2Ba_2Cu_1Oyの構造評価に応用した。その結果、観察像と計算像の残差因子を5%以下に小さくすることにより、タリウムの欠損量を定量的に評価するとともに、急冷によって導入された酸素欠損位置についても明らかにすることができた。また、分析電子顕微鏡を用いたEELSにより、金属間化合物の内殻励起スペクトル、特に、銅を含む化合物のL_2、_3エッジを測定し、銅のフェルミエネルギー近傍での電子状態密度に関する知見も得た。

研究成果

• [文献書誌] 進藤大輔: "フィルムスキャナを用いた電子顕微鏡画像の解析" 東北大学大型計算機センター広報. 26. 106-113 (1993)
• [文献書誌] D.Shindo: "Cu L_2,_3 White Lines of Cu compounds Studied by EELS" J.Electron Microsc.42. 48-50 (1993)
• [文献書誌] 進藤大輔: "イメージングプレートによる電子回折強度の定量測定" 日本金属学会誌. 57. 1385-1389 (1993)
• [文献書誌] D.Shindo: "High-Resolution Electron Microscopy of Short-Range Ordered Structure of Ga_<0.5>In_<0.5>P" J.Electron Microsc.42. 227-230 (1993)
• [文献書誌] D.Shindo: "Quantitative High-Resolution Electron Microscopy of a High-Tc Superconductor Tl_2Ba_2Cu_1Oy with the Imaging Plate" Ultramicroscopy. (印刷中).
• [文献書誌] D.Shindo: "Quantitative Analysis of Diffuse Scattering with Imaging Plate" Proc.of 50th Annual Meeting of EMSA. 1188-1189 (1992)
• [文献書誌] T.Oikawa: "Quantitative Estimation of Electron Beam Irradiation Damage of Polyethylene Single Crystal Using Imaging Plate" Proc.of 50th Annual Meeting of EMSA. 382-383 (1992)
• [文献書誌] T.Oikawa: "Quantitative Analysis of TEM Images by Using Imaging Plate in Remote Processing System" Electron Microscopy,EUREM. 1. 147-148 (1992)
• [文献書誌] D.Shindo: "Quantitative Analysis of Diffuse Scattering of Ga_<0.5> In_<0.5>P with Imaging Plate" Electron Microscopy,EUREM. 1. 151-152 (1992)
• [文献書誌] D.Shindo: "Quantitative Analysis of Electron Diffraction with Imaging Plate" Proc.5th Asia-Pacific Electron Microscopy. 100-101 (1992)
• [文献書誌] T.Oikawa: "Quantitative Analysis of Electron Beam Irradiation Damage to Polyethylene Single Crystal by Using Imaging Plate" Proc.5th Asia-Pacific Electron Microscopy. 178-179 (1992)