| 研究課題/領域番号 |
20H04460
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
古屋 貴章 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (70156975)
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| 研究分担者 |
山本 将博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (00377962)
金 秀光 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20594055)
小林 幸則 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (40225553)
東 直 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (70793959)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 超高圧電子顕微鏡 / 超伝導高周波空洞 / 高周波加速 / 光陰極電子銃 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、超伝導高周波空洞の優れた特性を応用した超高圧透過型電子顕微鏡の可能性を実証しようというものである。静電加速を用いる従来の電子顕微鏡に対して、高周波加速を用いるとコンパクトな10 MV級の加速が得られるが、その一方で高周波加速にはエネルギー分散の問題がありこれを抑える工夫が必要になる。その対策として高精度の周波数制御が可能な超伝導空洞に2倍高調波を重畳することによって尖塔が平坦な加速電圧を実現し、これに光陰極を用いた短パルス電子を入射することでエネルギー分散を格段に改善できる。これを実証するために開発すべき主要要素は、光陰極電子銃と駆動レーザー、正確に２倍の高調波モードを有する超伝導空洞と２つの周波数を制御するための高周波回路およびそれを冷却するクライオスタットである。高周波回路では1.3 GHzのTM010モードに信号発生器の変調機能を使ったフィードバックを用い、周波数ダブラで作った2倍高調波にTM020モードをピエゾ素子を用いてメカニカルに追随させた。同一空洞に励起した２つのモードは回路調整よって安定な電圧を示した。しかしヘリウム温度でのピエゾ素子の変調が僅か2 kHzだったので付加的なメカニカルチューナーを追加した。周波数制御を確認した空洞はクリーンルーム内で用意された専用のクライオスタットに格納され準備が完了したが、冷却試験が残ってしまった。すでに準備ができている電子銃部とともに汎用型300 kV透過電子顕微鏡の電子銃部に搭載すべく準備を進めてきたが、入射電圧を60 kVに変更する過程で高圧電源が暴走することが判明したため、急遽代替電源とその制御系を用意することになった。このため、組立後の空洞性能や電子銃の特性などのデータが何ら獲得できていない。今後は直ちに空洞冷却をしてその性能を確認するとともに電源準備の完了を待って電子銃特性の計測を進める予定である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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