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2015 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

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大型放射光施設SPring-8にて行った。具体的には、部分コヒーレントX線と混合状態再構成アルゴリズムを駆使した高分解能・高スループット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った。入射X線の空間コヒーレンスを制御するために、全反射集光鏡の上流約45メートルの位置に4象限スリットを配置し、スリット開口を10マイクロメートル(横)×50マイクロメートル(縦)と50マイクロメートル(横)×50マイクロメートル(縦)に調整した。スリット開口が小さい場合には、全反射集光鏡に照明されるX線は完全コヒーレントX線とみなされるが、スリット開口が大きい場合は、部分コヒーレントX線とみなされる。厚さ12ナノメートルのTaテストパターンを集光点に配置し、2種類のスリット開口でそれぞれ試料のコヒーレントX線回折強度パターンを測定した。コヒーレント回折強度パターンに従来の位相回復計算法を適用した場合、完全コヒーレント照明の場合のみ、試料像が再構成された。一方、混合状態再構成アルゴリズムを適用した結果、両者の場合で試料像が再構成され、部分コヒーレントX線を照射した場合の方が、試料像の空間分解能が優れていた。これは、入射X線の第1モードのフラックスが、部分コヒーレントX線を照射した場合の方が大きかったためであり、完全コヒーレントX線を照射した場合と比較して数倍測定スループットを向上できることが分かった。

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

部分コヒーレントX線と混合状態再構成アルゴリズムを駆使した高分解能・高スループットコヒーレントX線回折イメージングの研究は当初予定していなかったが、本研究課題に資する有意義な成果が得られたため。

今後の研究の推進方策

X線自由電子レーザー施設SACLAを利用したシングルショット回折イメージングの研究を推進し、SPring-8とSACLAを相補利用するコヒーレントX線回折イメージングのスキームを完成させる。

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、前年度の研究費を含め、当初の予定通りの研究を進めていく。

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

    (3件)

すべて 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient use of coherent X-rays in ptychography: Towards high-resolution and high-throughput observation of weak-phase objects2016

    • 著者名/発表者名
      Nicolas Burdet, Kei Shimomura, Makoto Hirose, Akihiro Suzuki, Yukio Takahashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 108 ページ: 07113

    • DOI

      10.1063/1.4942105

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 部分コヒーレントX線を用いたタイコグラフィ2016

    • 著者名/発表者名
      下村啓、Nicolas Burdet、鈴木明大、広瀬真、高橋幸生
    • 学会等名
      第29回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学フューチャーセンター推進機構、千葉県柏市
    • 年月日
      2016-01-10 – 2016-01-10
  • [備考]

    • URL

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

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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