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2020 年度 研究成果報告書

高時間分解能STEM法に基づく複合点欠陥構造解析

研究課題

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研究課題/領域番号 18H01823
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分28030:ナノ材料科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

石川 亮  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (20734156)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード高速電子顕微鏡法 / 拡散 / 複合点欠陥
研究成果の概要

本研究では,従来よりも1桁以上高い時間分解能を有する走査透過型電子顕微鏡法の開発を行った.走査コイルに関与する総インダクタンスを従来の200分の1以下に抑制することで,1ピクセル当たり83ナノ秒での走査が可能となり,1秒間に25フレーム(512×512ピクセル)の原子分解能像取得が実現した.原子分解能を保持しつつ時間分解能を大幅に改善することにより,固体内部や表面に存在する欠陥構造の動的観察が可能となった.従来の原子分解能観察では,静的な観察に留まっていたが,本研究開発により材料やデバイスの実環境下での観察への応用が期待される.

自由記述の分野

材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

走査透過型電子顕微鏡は高い空間分解能を有することから,材料中に形成される点欠陥などの原子構造解析において重要な役割を果たしてきた.しかし,材料機能の本質的な理解には,材料やデバイスの実環境下における挙動を原子レベルで明らかにすることが要求される.本研究では,従来の原子分解能を保持しつつ時間分解能を改善することにより,原子レベルでのダイナミクスが観察可能な顕微鏡法の開発を行った.本顕微鏡法は,高温,ガス雰囲気,液中などの様々な環境下における動的観察の実現に向けて必要不可欠な手法であり,今後の材料開発での幅広い応用が期待される.

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公開日: 2022-01-27  

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