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2001 年度 研究成果報告書概要

電子線ホログラフィーによる精密形態評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11450034
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関東北大学

研究代表者

進藤 大輔  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20154396)

研究分担者 村上 恭和  東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (30281992)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
キーワード電子顕微鏡 / 電子線ホログラフィー / ホログラム / 構造解析 / 形態評価 / 画像解析 / 局所構造 / 残差因子
研究概要

電子線ホログラフィー利用した、各種先端材料に対する精密形態評価法の開発を行った。
まず、ホログラフィー実験システムのハードウエア開発として、加熱冷陰極型電子銃を備えた透過電子顕微鏡に0.6μmの白金ワイヤを導入してバイプリズム系を構築した。更に、高感度TVカメラを導入して、ホログラムを高精度かつ定量的に記録できるシステムを立ち上げた。
ホログラムの精密解析のためのソフトウエアは以下の通り構築した。ホログラム解析用の専用コンピュータを活用して、ディジタル画像として得られたホログラムから位相の情報を抽出するプログラムを作成した。このプログラムは高速フーリエ変換を利用したもので、演算効率に優れ、汎用性の高いものである。また、ホログラムの観察に対しては、電子顕微鏡のレンズ系の操作を通して、最も鮮明度の高い干渉縞を得る実験条件も確立している。
上記の手法を用いて、先端材料の精密形態評価を実施している。例えば、形態制御されたSiO_2粒子を用いて、従来厚さ測定に広く利用されてきた電子エネルギー損失分光法(EELS)と、ホログラフィーによる厚さ測定との比較検討を行った。その結果、EELSでは30nm程度以下の厚さ測定は難しくなるのに対し、ホログラフィーでは10nm以下の厚さに対しても測定可能であることを明らかにしている。また本研究では、SiO_2粒子のような絶縁体資料の観察でしばしば問題となる帯電現象の解析も行い、ホログラムのコンピュータシミュレーションと実験データの比較(残差因子の評価)により、帯電量を精度良く決定できる手法を開発した。
電子線ホログラフィーの実験は、従来、冷陰極型電子銃を備えた電子顕微鏡や、像再生のための大がかりな光学システムを必要とし、評価の対象は制約されてきた。本研究において、ディジタル画像解析法やレンズ系等の操作により、電子線ホログラフィーが各種先端材料の精密形態評価に極めて有効であることが示され、研究の目的は十分に達成できたと言える。

  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] D.Shindo et al.: "Magnetic Domain Structures of Fe_<73.5>Cu_1Nb_3Si_<13.5>B_9 Films Studied by Electron Holography"J. Magn. Magn. Mater.. 283. 101-108 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.G.Park et al.: "Magnetic Domain Structures of Overquenched Nd-Fe-B Permanent Magnets Studied by Electron Holography"J. Magn. Magn. Mater.. 283. 67-74 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.Aoyama et al.: "Precise Evaluation of Charged Effect on SiO_2 Particles by Simulation of Holograms"Mater. Trans. 43(in press). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.G.Park et al.: "Analysis of Microstructures and Magnetic Domain Structures in Nd-Fe-B Nanocomposite Magnets by Analytical Electron Microscopy and Lorentz Microscopy"Mater. Trans.. 42. 1878-1881 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] C.W.Lee et al.: "Quantitative Evaluation of Charging on Amorphous SiO_2 Particles by Electron Holography"Mater. Trans.. 42. 1882-1885 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Musashi et al.: "Thickness Measurements of DLC Films by EELS and Electron Holography"Proc. Microsc. Microanal. Vol.7. 1230-1231 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] A.Nalafuji et al.: "Effect of Diffraction Condition on Mean Free Path Determination by EELS"J. Electron Microsc.. Vol.50. 23-28 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] T.Shibata et al.: "Elemental Mapping Using Omega-type Energy Filter and Imaging Plate"J. Electron Microsc.. Vol.50. 29-31 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] C.W.Lee et al.: "Thickness Measurements of Amorphous Sio_2 by EELS and Electron Holography"Mater. Trans. JIM. Vol.41. 1129-1131 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Y.G.Park at al.: "Magnetic Domain Structures of Nd-Fe-B based permanent Magnets Studied by Electron Holography and Lorentz Microscopy"Mater. Trans. JIM. Vol.41. 1132-1135 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] C.W.Lee et al.: "Comparison of Accuracy of Electron Holography and EELS on Thickness Measurement of Amorphous SiO_2"Proc. EUREM. Vol.12. 171-172 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] D.Shindo: "Advanced Analytical Electron Microscopy for Materials Characterization"Proc. Int. Kunming Conf. Microsc.. 13-16 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] D.Shindo et al.: "Magnetic Domain Structures of Fe_<73.5>Cu_1Nb_3Si_<13.5>B_9 Films Studied by Electron Holography"J. Magn. Magn. Mater.. Vol. 283. 101-108 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.-G. Park and D. Shindo: "Magnetic Domain Structures of Overquenched Nd-Fe-B Permanent Magnets Studied by Electron Holography"J. Magn. Magn. Mater.. Vol. 283. 67-74 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.Aoyama et al.: "Precise Evaluation of Charged Effect on CiO_2 Particles by Simulation of Holograms"Mater. Trans.. Vol. 43 (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.-G. Park, et al.: "Analysis of Microstructures and Magnetic Domain Structures in Nd-Fe-B Nanocomposite Magnets by Analytical Electron Microscopy and Lorentz Microscopy"Mater. Trans.. Vol. 42. 1878-1881 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] C.-W. Lee et al.: "Quantitative Evaluation of Charging on Amorphous SiO_2 Particles by Electron Holography"Mater. Trans.. Vol. 42. 1882-1885 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T. Musashi et al.: "Thickness Measurements of DLC Films by EELS and Electron Holography"Proc. Microsc. Microanal.. Vol. 7. 1230-1231 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] A. Nakafuji, et al.: "Effect of Diffraction Condition on Mean Free Path Determination by EELS"J. Electron Microsc.. Vol. 50. 23-28 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] T. Shibata et al.: "Elemental Mapping Using Omega-type Energy Filter and Imaging Plate"J. Electron Microsc.. Vol. 50. 29-31 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] C.-W. Lee et al.: "Thickness Measurements of Amorphous SaO_2 by EELS and Electron Holography"Mater. Trans. JIM. Vol. 41. 1129-1131 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Y.-G. Park et al.: "Magnetic Domain Structures of Nd-Fe-B based Permanent Magnets Studied by Electron Holography and Lorentz Microscopy"Mater. Trans. JIM. Vol. 41. 1132-1135 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] C.-W. Lee et al.: "Comparison of Accuracy of Electron Holography and EELS on Thickness Measurement ot Amorphous SiO_2"Proc. EUREM. Vol. 12. 171-172 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] D. Shindo: "Advanced Analytical Electron Microscopy for Materials Characterization"Proc. Int. Kunming conf. Microsc.. 13-16 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2003-09-17  

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