元素識別コヒーレントX線回折顕微法の確立と金属材料の4Dナノーメゾ組織解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21686060
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高橋 幸生 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00415217)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: コヒーレントX線光学 / X線顕微鏡 / 金属ナノ組織解析

研究概要

入射X線エネルギーが可変であるX線集光鏡を駆使した元素識別高分解能コヒーレントX線回折顕微法を第三世代放射光施設SPring-8に構築し、機能性金属ナノ粒子のナノ-メゾ組織解析に応用した。銀ナノキューブ粒子の観察において、X線顕微法の空間分解能の世界記録である2nmを達成し、金/銀ナノ中空粒子の三次元電子密度マッピングにも成功した。また、本手法を走査型測定法へ拡張することで、本顕微法の大視野化を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Multiscale element mapping of buried structures by ptychographic x-ray diffraction microscopy using anomalous scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, A. Suzuki, N. Zettsu, Y. Kohmura, K. Yamauchi and T. Ishikawa
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 99 ページ: 131905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards High-Resolution Ptychographic X-ray Diffraction Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, A. Suzuki, N. Zettsu, Y. Kohmura, Y. Senba, H. Ohashi, K. Yamauchi and T. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 83 ページ: 214109
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Resolution Projection Image Reconstruction of Thick Objects by Hard X-ray Diffraction Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, Y. Nishino, R. Tsutsumi, N. Zettsu, E. Matsubara, K. Yamauchi and T. Ishikawa
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 82 ページ: 214102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional electron density mapping of shape-controlled nanoparticle by focused hard x-ray diffraction microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, N. Zettsu, Y. Nishino, R. Tsutsumi, E. Matsubara, T. Ishikawa and K. Yamauchi
  • 雑誌名: Nano Lett. 巻: 10 ページ: 1922-1926
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional measurement of focused x-ray beam profile using coherent x-ray diffraction of isolated nanoparticle (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, H. Kubo, R. Tsutsumi, S. Sakaki, N. Zettsu, Y. Nishino, T. Ishikawa and K. Yamauchi
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A : Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 巻: 616 ページ: 266-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] An experimental procedure for precise evaluation of electron density distribution of a nanostructured material by coherent x-ray diffraction microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, H. Kubo, Y. Nishino, H. Furukawa, R. Tsutsumi, K. Yamauchi, T. Ishikawa and E. Matsubara
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 81 ページ: 03707
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Resolution Diffraction Microscopy Using the Plane-Wave Field of a Nearly Diffraction-Limited Focusing X ray (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, Y. Nishino, R. Tsutsumi, H. Kubo, H. Furukawa, H. Mimura, S. Matsuyama, N. Zettsu, E. Matsubara, T. Ishikawa and K. Yamauchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 ページ: 054103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of electromigration voids in a Cu thin line by in situ coherent x-ray diffraction microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, Y. Nishino, H. Furukawa, H. Kubo, K. Yamauchi, T. Ishikawa and E. Matsubara
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 105 ページ: 124911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Feasibility study of high-resolution coherent diffraction microscopy using synchrotron x rays focused by Kirkpatrick-Baez mirrors (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, Y. Nishino, H. Mimura, R. Tsutsumi, H. Kubo, T. Ishikawa and K. Yamauchi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 105 ページ: 083106
  • 査読あり
• [学会発表] X線集光ビームを利用したコヒーレント回折技術の開発と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: アモルファス・ナノ材料第147委員会第112回研究会
  • 発表場所: 弘済会館
  • 年月日: 2012-05-27
• [学会発表] コヒーレントX線回折による構造可視化の新手法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 多元物質科学研究所若手交流研究会
  • 発表場所: 東北大学多元物質科学研究所
  • 年月日: 2012-02-24
• [学会発表] What lies beneath : mapping hidden nanostructures (2012)
  • 学会等名: RIKEN Research
  • 年月日: 2012-02-10
• [学会発表] 高分解能コヒーレントX線回折顕微法の現状と将来展望 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会の電顕技術開発若手研究部会ワークショップ「様々なイメージング技術の現況と展望」
  • 発表場所: 名古屋ファインセラミックスセンター
  • 年月日: 2012-01-05
• [学会発表] 高分解能走査型コヒーレントX線回折顕微法の開発と金属材料のナノ組織解析への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明大、高橋幸生、山内和人、是津信行、香村芳樹、石川哲也
  • 学会等名: 優秀ポスター賞
  • 発表場所: 日本金属学会
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] 高分解能走査型コヒーレントX線回折顕微法の開発と金属材料のナノ組織解析への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木明大、高橋幸生、山内和人、是津信行、香村芳樹、石川哲也
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] 物質中の電子密度や特定元素の分布観察大視野・高分解能X線顕微鏡阪大、名大、理研の研究グループ開発 (2011)
  • 学会等名: 科学新聞
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] High-resolution coherent diffraction imaging using focused hard x-ray beam at SPring-8 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, A. Suzuki, Y. Kohmura, Y. Nishino, K. Yamauchi and Tetsuya Ishikawa
  • 学会等名: CXS Annual Workshop 2011
  • 発表場所: Bio21 Institute Melbourne, Victoria, Australia
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] 元素識別が可能に大視野、高分解能X線顕微鏡を開発阪大など (2011)
  • 学会等名: 化学工業日報
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] 大視野で高空間分解能阪大などがX線顕微鏡 (2011)
  • 学会等名: 日刊工業新聞
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] 原子見分ける顕微鏡阪大・理研など開発 (2011)
  • 学会等名: 読売新聞
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Development and application of high-resolution diffraction microscopy using focused hard x-ray beam (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: The 4th International Workshop on FEL Science
  • 発表場所: Peppers Beach Club and Spa, Palm Cove, Cairns, Queensland, Australia
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Development of high-resolution coherent X-ray diffraction microscopy and its application in materials science (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: International conference on processing & manufacturing of advanced materials
  • 発表場所: Quebec city convention centre, Quebec, Canada
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] コヒーレントX線散乱イメージング技術の開発と応用の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 文部科学大臣表彰若手科学者賞(科学技術部門)
  • 発表場所: 文部科学省
  • 年月日: 2011-04-20
• [学会発表] 高分解能コヒーレントX線回折顕微法による金銀ナノボックス粒子の三次元電子密度マッピング (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生、是津信行、西野吉則、堤良輔、松原英一郎、石川哲也、山内和人
  • 学会等名: 第61回金属組織写真賞奨励賞(顕微鏡関連部門)
  • 発表場所: 日本金属学会
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] 試料厚さの効果を考慮した高分解能コヒーレントX線回折顕微法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生、堤良輔、西野吉則、是津信行、松原英一郎、山内和人、石川哲也
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会年会
  • 発表場所: エポカルつくば
  • 年月日: 2011-01-08
• [学会発表] Development and application of high-resolution X-ray diffraction microscopy using advanced mirror optics (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: International Global COE Symposium on Atomically Controlled Fabrication Technology 2010
  • 発表場所: Osaka University Nakanoshima Center, Osaka, Japan
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] 高分解能コヒーレントX線回折顕微法による金属ナノ粒子の三次元電子密度マッピング (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生、是津信行、堤良輔、山内和人、西野吉則、石川哲也、松原英一郎
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Development and application of high-resolution diffraction microscopy using focused hard X-ray beam (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi, Y. Nishino, E. Matsubara, T. Ishikawa and Kazuto Yamauchi
  • 学会等名: the 10th International Conference of X-ray Microscopy
  • 発表場所: chicago, illinois, USA
  • 年月日: 2010-08-16
• [学会発表] Development of coherent x-ray diffraction microscopy and its application in materials science (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: The 7th International Conference on Synchrotron Radiation in Materials Science
  • 発表場所: Oxford, UK
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] 10ナノのくぼみはっきり新型のX線顕微鏡阪大グループ開発 (2010)
  • 学会等名: 朝日新聞
  • 年月日: 2010-05-11
• [学会発表] X線顕微鏡観察精度10ナノ以下阪大などSPring-8活用 (2010)
  • 学会等名: 日経産業新聞
  • 年月日: 2010-04-21
• [学会発表] Development of coherent x-ray diffraction microscopy and its application in materials science (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: TMS annual meeting
  • 発表場所: Seattle, Washington, USA
  • 年月日: 2010-02-16
• [学会発表] 2010 JIM/ TMS Young Leader International Scholar (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: The Minerals, Metals & Materials Society The Minerals, Metals & Materials Society
  • 年月日: 2010-02-14
• [学会発表] コヒーレントX線散乱・回折イメージング技術の開発と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 第14回日本放射光学会奨励賞
  • 発表場所: 日本放射光学会
  • 年月日: 2010-01-07
• [学会発表] コヒーレントX線回折・散乱イメージング技術の開発とその応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 第23回日本放射光学会年会
  • 発表場所: イーグレ姫路
  • 年月日: 2010-01-06
• [学会発表] Development and application of coherent x-ray diffraction microscopy at SPring-8 (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takahashi
  • 学会等名: X-ray coherent diffraction" Workshop & XFEL Meeting, SOLEIL Synchrotron facility
  • 発表場所: France
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] 硬X線集光ビームを用いた高分解能回折顕微法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 第10回X線結像光学シンポジウム
  • 発表場所: つくばエポカル
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] 集光X線を利用した高分解能回折顕微法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋幸生
  • 学会等名: 日本放射光学会第一回若手研究会「X線ナノ集光技術研究会」
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2009-08-10
• [備考]
  • URL: http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/takahashi/