| 研究課題/領域番号 |
17H01316
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
柴田 直哉 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10376501)
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| 研究分担者 |
石川 亮 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20734156)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 走査透過型電子顕微鏡法 / 材料界面 / 電荷密度 / 微分位相コントラスト法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、申請者らが近年開発した原子分解能DPC STEM法をベースとして、全電荷密度分布を原子レベルで実空間観察するための新たな電子顕微鏡法を開発した。更に、この手法を材料界面構造解析に応用し、異種結晶間の界面メカニズムを原子・電子スケールから本質的に明らかにすることを目指した。まず、原子分解能DPC STEM法による実空間電荷密度マッピング手法を開発した。その結果、①原子中心の正電荷を持つ原子核と負電荷をもつ電子雲の実空間観察に成功、②グラフェン炭素原子の原子電場観察に成功、③GaN系半導体ヘテロ界面の電場直接観察に成功、④超高分解能磁場観察の可能性開拓、などの研究成果が得られた。
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| 自由記述の分野 |
電子顕微鏡材料学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、原子レベルの電荷密度分布を直接観察できる新たな電子顕微鏡手法開発を行った。その結果、原子の中心に位置する正電荷を持つ原子核と、その周囲を取り巻く負電荷をもつ電子雲を電荷分布として可視化することに成功した。本結果は、これまで原子観察がターゲットであった原子分解能電子顕微鏡を、原子内部や原子間の構造観察に進化させる画期的な成果である。また、材料界面では、界面形成に伴う電荷移動やポテンシャル形成が特性と密接に関連しているが、本研究により開発された微分位相コントラスト法は界面近傍における電場分布を超高分解能で観察できることから、材料界面解析において極めて有力な手法になると期待できる。
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