| 研究課題/領域番号 |
16K06261
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
西 竜治 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (40243183)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 高次球面収差補正 / 微分代数 |
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| 研究実績の概要 |
電子顕微鏡用の収差補正器は2000年代にRose, Haiderらによって多極子を用いた球面収差補正器が実用化されたものの磁性体を高精度に加工が必要なため高価なものとなっており、球面収差補正器が搭載される電子顕微鏡はごく一部に限られている。我々はこれを補完する形で数多くの電子顕微鏡すなわち走査電子顕微鏡に搭載可能なシンプルな構成の収差補正器を研究している。
平行な同方向の線電流を軸に対して回転対称に配置すると多極子と類似の磁界を発生できることに着目し、これをSYLC(Symmetri Line Currens)と名付けた。わずか2本の平行線電流で４極子相当、3本であれば６極子相当の磁界を発生できる。また、構造的に磁性体を用いないので、磁性体に起因するヒステリシスの問題、加工精度の問題、コストの問題を解決する。
このSYLCを用いた収差補正器の特性を解析解およびコンピュータシミュレーションにて検証している。
まずは2段のSYLCを配置したモデルを用いることで、球面収差補正器として走査電子顕微鏡に十分使える性能であることをシミュレーションにて検証した。更に、高性能を目指して4段のSYLCを配置して5次の収差まで補正できる見込みであることを解析解およびシミュレーションにて検討している。
収差解析ツールのバージョンアップに加え、微分代数法による高次収差解析ツールの改良を行っている。2種類の収差解析ツール間で結果の整合をとることでシミュレーション結果の信頼性を担保する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
SYLCを使った球面収差補正器について5次までの収差の解析について国内学会発表および論文投稿を行った。
またこれを検証する微分代数を使った計算ツールの改良を加えて、7次までの幾何収差の検証が可能になるようにしているが、現在、その動作検証中である。
主に進めているSYLCを用いた球面収差補正器に加え、色収差補正器の検討を開始している。色収差については新たなツール開発を伴うため，現在は簡易ツールにて検証を行っている。
静電コアレンズを使った色/球面収差の同時補正系の探索も行っており、改良の方向性指針が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
SYLCを用いた球面収差補正器の色収差特性の解析を行う。既存ツールによる簡易検証に加え、微分代数法による収差解析ツールの色収差解析へ対応させる改良を行う予定である。計算の高速化に向けた並列処理の導入や収差補正器のトレランス(外乱に対する許容度)の検証を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
収差計算ツールソフトウェアの開発にあたって、当初予定のメニーコアサーバよりGPU利用の方がハードウェアの費用対効果が高くなってきたので、ソフトウェアの機能向上を先行させ、演算の並列化による高速化は次の段階で行うこととしたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
並列計算用にGPU搭載ワークステーションを導入し、計算速度の向上を図る予定である。
また、ソフトウェアのパラメータ最適化アルゴリズム改良が重要なことが分かったため、情報収集のための書籍や旅費を予定より多く計上する予定である。
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