2023 年度研究成果報告書

電子線タイコグラフィーにおける多重散乱の効果を含めた位相再生法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	21K04890
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関	国立研究開発法人物質・材料研究機構
研究代表者	三石和貴国立研究開発法人物質・材料研究機構, マテリアル基盤研究センター, 副センター長 (40354328)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	電子顕微鏡法 / 位相回復 / 電子線タイコグラフィー
研究成果の概要	電子線タイコグラフィーによる再生方法の一つであるPIE(Ptychograhical Iterative Engine)を用いた位相再生において、物体が薄い多層から構成されるとして計算することで多重散乱の影響を取り込んだ位相再生を行い、厚い試料においても位相の定量的な解釈を可能にすることを目的とした。多重散乱の影響が顕著となるモデルとして、GaNの[11-20]入射での6nm厚さの構造モデルを用いて多波動力学計算を行い４DSTEMデータを作成し、４層の物体関数として再生を行った所、それぞれの層では2πを超える事が無く反転の無い物体関数として再生出来る事が確認された。
自由記述の分野	電子顕微鏡法
研究成果の学術的意義や社会的意義	試料を透過した電子線の位相は、試料の電場や磁場などの情報を含むため大変有用であるが、像や回折図形などの通常の方法では計測することが出来ない。　電子線タイコグラフィーは、位相を計測する手法の一つであり、近年の検出器の高速化・高感度化によって急速に発展している。本研究はその手法の中でも物体が多層からなる事を仮定して再生を行う方法を厚い試料での位相再生に適用することで、厚い試料で問題になる電子の多重散乱による影響を軽減することが出来るかの検討を行った。結果として、通常では位相を正しく求める事が出来ない厚い試料であっても、多層を仮定して計算を行うことで正しく求められる可能性がある事が示された。