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2014 年度 実績報告書

放射光と自由電子レーザーを相補利用する多元的マルチスケール時空間X線イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 25709057
研究機関大阪大学

研究代表者

高橋 幸生  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00415217)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード金属物性 / X線 / 放射光
研究実績の概要

昨年度に続き、走査型コヒーレントX線回折イメージングの高度化に関する研究を行った。計算機シミュレーションの結果、試料を微小角度回転させ、複数の入射X線角度で走査型コヒーレントX線回折イメージングの測定を行うことで、マルチスライスアプローチにおけるスライス間隔を小さくできることが分かった。この結果に基づき、マルチスライスアプローチとプリセッション測定を組み合わせた走査型コヒーレントX線回折イメージングの実証実験に向け、多層構造試料の作製を行った。具体的には、窒化ケイ素膜にAuを25nm成膜し、集束イオンビームによってAu薄膜内にパターンを加工し、それを4枚張り合わせた4層構造体を作製した。また、微小構造体(ホログラフィックマスク)を試料直前に配置することで、回折強度パターンのダイナミックレンジを大きく圧縮する方法を考案し、その実現可能性の計算機シミュレーションによって検討した。その結果、0.01ラジアンの位相物体を10nmの二次元分解能で再構成するたに必要な回折強度パターンのダイナミックレンジを3桁程度圧縮できることを見出した。この手法の実現に向けて、大阪大学において微小構造体の製作を行った。具体的には、窒化ケイ素膜に500nm厚さのAuを成膜し、集束イオンビーム加工を施すことで、直径100-200nmのピンホールを作製した。透過電子顕微鏡観察の結果、目的の形状を有するピンホールが作製できていることを確認できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定であるマルチスライスアプローチ走査型コヒーレントX線回折イメージングによる三次元像の再構成法ならびにホログラフィックマスクを用いた高分解能・高感度走査型コヒーレントX線回折イメージング技術の開発を行い、十分な成果が得られているため。

今後の研究の推進方策

大型放射光施設SPring-8においてマルチスライスアプローチ走査型コヒーレントX線回折イメージングならびにホログラフィックマスクを用いた高分解能・高感度走査型コヒーレントX線回折イメージングの実証実験ならびに実試料の観察を行う。

次年度使用額が生じた理由

研究を進めていく上で、必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初の予定通りの計画を進めていく。

次年度使用額の使用計画

研究で必要な消耗品費や学会等の国内旅費として使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 学会発表 (9件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [学会発表] プリセッション測定による高分解能X線タイコグラフィ2015

    • 著者名/発表者名
      下村啓、鈴木明大、広瀬真、香村芳樹、石川哲也、高橋幸生
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-11
  • [学会発表] 暗視野X線タイコグラフィーの提案2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大、下村啓、広瀬真、高橋幸生
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      立命館大学
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-11
  • [学会発表] コヒーレントX線が拓く新しい3次元イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      日本結晶学会
    • 発表場所
      東京大学農学部
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-03
    • 招待講演
  • [学会発表] High-resolution hard x-ray ptychography of extended thick objects using multislice approach2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大、下村啓、古宅伸、山内和人、香村芳樹、石川哲也、高橋幸生
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Microscopy(XRM2014)
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exibition Center, Melbourne, Australia
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-10-30
  • [学会発表] High-resolution coherent X-ray diffraction imaging at SPring-8 and SACLA2014

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      AOFSRR2014
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] A method for ptychographic X-ray imaging of weak-phase objects2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木明大、高橋幸生
    • 学会等名
      The International Workshop on Phase Retrieval and Coherent Scattering (Coherence 2014)
    • 発表場所
      Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-04
  • [学会発表] Recent Progress of Hard X-ray Ptychography at SPring-82014

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      The International Workshop on Phase Retrieval and Coherent Scattering (Coherence 2014)
    • 発表場所
      Northwestern University, Evanston, Illinois, USA
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Coherent Diffraction Imaging with Focused Hard X-ray Beams2014

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      NSS-8(International Workshop on Nanoscale Spectroscopy and Nanotechnology)
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-07-30 – 2014-07-30
    • 招待講演
  • [学会発表] コヒーレントX線回折イメージングが拓く構造可視化の新しい世界2014

    • 著者名/発表者名
      高橋幸生
    • 学会等名
      医学・生物学電子顕微鏡技術学会第30回学術講演
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-24
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/takahashi

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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