球面収差補正電子レンズを用いたナノ材料の構造と電子状態ゆらぎの研究

2007 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17201022
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノ構造科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 田中 信夫 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40126876)
• 研究分担者: 齋藤 晃 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 講師 (50292280) ; 山崎 順 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教 (40335071) ; 趙 星彪 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 客員研究員 (90318783)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• キーワード: 構造ゆらぎ / 収差補正電子顕微鏡 / ナノ構造 / 界面・表面 / TEM / STEM

研究概要

3年間の本研究期間の間に、収差補正技術を使った構造ゆらぎの新しい計測法に関わる以下の研究課題をおこない、原著論文19報、国際会議プロシーディングス24報、解説4編および分担執筆も含めた単行本5冊を刊行した。
(1)球面収差TEMによるランタン系次世代high-κ材料とシリコン結晶との界面を0.2nm以下の分解能で観察し、新界面層の存在を実証した。
(2)球面収差STEMを用いて、上記酸化ランタン/シリコン結晶界面の各元素の組成分布のゆらぎを世界で初めて計測した。
(3)単層炭素ナノチューブを収差補正TEMで観察し、世界で初めて一層のグラフィンを構成する炭素六員環を可視化した。この成果は朝日新聞をはじめ3種の全国紙に掲載された。
(4)光触媒酸化チタンに低酸素下で光を照射したときに生ずる酸素欠陥構造を収差補正TEMで可視化し、その構造がラーベス相類似であることを解明した。
(5)AlNiCo系準結晶を収差補正TEMとSTEMでA1原子までを可視化し、その構造ゆらぎと安定性を研究した。
(6)シリコン上に成長させたゲルマニウムの量子ドットの構造解析に球面収差補正TEMとSTEMを適用し、ゲルマニウムドットの下に存在する、ゲルマニウムを含む1-2原子層厚さの新界面層を世界で初めて報告した。

研究成果

• [雑誌論文] Direct imaging of local atomic ordering in a Pd-Ni-P bulk metallic glass using Cs-corrected transmission electron microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Hirata, Yoshihiko Hirotsu, T. G. Nieh, Tadakatsu Ohkubo, and Nobuo Tanaka
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 107 ページ: 116-123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth sensitivity of Cs-corrected TEM imaging (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirahara, K., Yamasaki, J., Saitoh, K. and Tanaka N
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis ページ: 890CD-891CD
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A simple method for minimizing non-linear contrast in spherical aberration-corrected HRTEM (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Yamasaki, T. Kawai, N. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Electron Microscopy 54 ページ: 209-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] First experiments of selected area nano-diffraction from semiconductor interfaces using a spherical aberration corrected TEM (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Yamasaki, H. Sawada, N. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Electron Microscopy 54 ページ: 123-126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct Imaging of Local Atomic Ordering in a Pd-Ni-P Bulk Metallic Glass Using Cs-Corrected Transmission Electron Microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: Akihiko, Hirata, Yoshihiko, Hirotsu, T.G. Nieh, Tadakatsu, Ohkubo, Nobuo, Tanaka
  • 雑誌名: Ultramicroscopy 107 ページ: 116-123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Depth sensitivity of Cs-corrected TEM imaging (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirahara, K., Yamasaki, J., Saitoh, K., Tanaka, N
  • 雑誌名: Microscopy and Microanalysis 890CD-891CD
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Local atomic ordering and nanoscale phase separation in a Pd-Ni-P bulk metallic glass (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Hirotsu, T. G. Nieh, Akihiko Hirata, Tadakatsu Ohkubo, and Nobuo Tanaka
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B73 ページ: 012205
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of six-membered rings in the upper and lower walls of a single-wall carbon nanotube by spherical aberration-corrected HRTEM (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaori Hirahara, Koh Saitoh, Jun Yamasaki, and Nobuo Tanaka
  • 雑誌名: NANO LETTERS Vol.6, No.8 ページ: 1778-1783
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local atomic ordering and nanoscale phase separation in a Pd-Ni-P bulk metallic glass (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko, Hirotsu, T.G. Nieh, Akihiko, Hirata, Tadakatsu, Ohkubo, Nobuo, Tanaka
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW 14 ページ: 903-907
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct Observation of Six-Membered Rings in the Upper and Lower Walls of a Single-Wall Carbon Nanotube by Spherical Aberration-Corrected HRTEM (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaori, Hirahara, Koh, Saitoh, Jun, Yamasaki, Nobuo, Tanaka
  • 雑誌名: NANO LETTERS 6 ページ: 1778-1783
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A simple method for minimizing non-linear contrast in spherical aberration-corrected HRTEM (2005)
  • 著者名/発表者名: J. Yamasaki, T. Kawai, and N. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Electron Microscopy 54・3 ページ: 209-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] First experiments of selected area nano-diffraction from semiconductor interfaces using a spherical aberration corrected TEM (2005)
  • 著者名/発表者名: J. Yamasaki, H. Sawada, and N. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Electron Microscopy 54・2 ページ: 123-126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [学会発表] Spherical aberration corrected STEM studies of Ge nanodots grown on Si(001)surfaces with an ultrathin SiO_2 coverage (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Cho, S. P., Shklyaev, A. A., Yamasaki, J., Okunishi, E and Ichikawa, M
  • 学会等名: ACSIN-9
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20071111-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Spherical aberration corrected STEM studies of Ge nanodots grown on Si(001) surfaces with an ultrathin SiO_2 coverage (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Cho, S.P., Sbklyaev, A. A., Yamasaki, J., Okunishi, E, Icbikawa, M
  • 学会等名: ACSIN-9
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20071111-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Advanced electron microscopic characterization of nanometerials (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N
  • 学会等名: Extended abstract of the first Doyama Conference
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20070905-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Advanced electron microscopic characterization of Nanometerials (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N
  • 学会等名: Extended abstract of the firs Extended abstract of the first Doyama Conference
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20070905-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Effectiveness of Cs-corrected TEM/STEM for nano-materials research (2007)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N
  • 学会等名: Microscopy & Microanalysis
  • 発表場所: Florida, US
  • 年月日: 20070805-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Site hopping of individual dopant atoms in Si crystal observed by Cs-corrected ADF-STEM (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, J., Okunishi, E., Sawada, H and Tanaka, N
  • 学会等名: The NIMS Conference 2007 on Recent Breakthroughs in Materials Scienoe and Technology
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20070711-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Site hopping of individual dopant atoms in Si crystal observed by Cs-corrected ADF-STEM (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, J., Okunishi, E., Sawada, H, Tanaka, N
  • 学会等名: The NEVIS
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20070711-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Spherical-aberration-corrected HRTEM of Al-Ni-Co Decagonal Quasicrystals (2006)
  • 著者名/発表者名: Saitoh, K., Tanaka, N., Tsai, A. P. and Ishizuka, K
  • 学会等名: Joint Conference of the Asian Crystallographic Association and the Crystallographic Society of Japan
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 20061120-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Direct Observation of Six-membered Rings in a Graphene Monolayer Constituting a Single Wall Carbon Nanotube by Using Cs-Corrected TEM (2006)
  • 著者名/発表者名: Hirahara, K., Saitoh, K., Yamasaki, J and Tanaka, N
  • 学会等名: IMC 16
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20060903-08
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] High-resolution TEM/STEM Analysis on La_2O_3/Si(100)interfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Yamasaki, J and Saitoh, K
  • 学会等名: International Workshop on Nano-CMOS
  • 発表場所: Mishima
  • 年月日: 20060130-0201
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Cs-corrected HRTEM and advanced STEM of nano-structures and interfaces (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N
  • 学会等名: Beijing Conference and Exhibition on Instrumental Analysis
  • 発表場所: Peking University, China
  • 年月日: 20051020-23
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Recent development of spherical aberration corrected electron microscopy and its application to studies of nano-structures (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, N., Yamasaki, J
  • 学会等名: International Symposium on Application of Quantum Beam 2005
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 20051018-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 「ナノテクのための物理入門」8章分担執筆 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中信夫
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: 共立出版
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Introduction to physics for nanotechnology (2007)
  • 著者名/発表者名: N, Tanaka
  • 総ページ数: 240
  • 出版者: Kyoritsu-syuppan
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • URL: http://sirius.cirse.nagoya-u.ac.jp/~tanakalab/messages/index.html