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2016 年度 実績報告書

原子からミクロンレベルまで観察可能な電子回折顕微法という新規結像分野の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26286049
研究機関大阪大学

研究代表者

山崎 順  大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (40335071)

研究分担者 佐々木 宏和  古河電気工業株式会社研究開発本部横浜研究所, 先端技術研究所, 主席 (70649821)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード回折顕微法 / 位相イメージング / 電子線
研究実績の概要

前年度までに視野100nmの再構成位相像における約0.1radの位相精度の達成に成功した。本年度はこれに基づき、1)上記位相精度の安定的発揮に向けた阻害要因の洗い出しとその対策、2)ナノ粒子分散試料への観察対象拡充の実証と空間分解能の確認、3)視野を1μmまで拡張する手法開発、に取り組んだ。1)に関して、磁場レンズの不安定性に起因すると思われる小角散乱図形のドリフトの影響を検証した。連続撮影したデータの相互相関マップ解析により、この影響が顕在化しない露光時間を割り出すことに成功した。また回折モードから拡大像モードへと電子顕微鏡レンズを変更する際に生じるレンズ磁場の変化の影響を詳細に検証した結果、モード切替時に生じる電顕像のシフトが再構成結果にアーティファクトを生じる可能性が明らかとなった。対策として、実空間拘束をイタレ-ション計算の途中で解除するアルゴリズムを開発し、この問題を大きく改善することに成功した。2)に関して、カーボン膜上に分散した直径5nm以下の金ナノ粒子を正しく位相像再構成することに成功し、バイオマテリアルへの応用に向けた新たな可能性を示した。また小角散乱強度がノイズに埋もれずに記録できている角度範囲にほぼ相当する2-3nmの空間分解能を達成できていることが確認できた。3)に関して、電子顕微鏡のイメージシフトコイルを用いて隣接視野からの回折図形を連続的に撮影し、再構成位相像を矛盾なく結合することによって約350nmの視野範囲の観察に成功した。この基礎実験の成功により、視野1μmの達成への見通しが現実的なものとなった。また当初計画とは別の方式として、対物レンズをオフにした状態での小角散乱図形から視野5μmの再構成を初期的なデータとして得ることに成功した。この成果は無磁場環境下での磁性体の位相像観察につながるものであり応用範囲の更なる拡充をもたらすものである。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9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) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 電子回折位相イメージング法の開発とナノ電場の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      山﨑 順, 島岡勇記, 佐々木宏和
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 55 ページ: 595

    • DOI

      10.2320/materia.55.581

    • 査読あり
  • [学会発表] 電子回折図形に基づく位相イメージング法2016

    • 著者名/発表者名
      山﨑 順
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第59回シンポジウム
    • 発表場所
      帝京平成大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2016-11-18 – 2016-11-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Refined Phase Imaging by Electron Diffractive Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamasaki, Yuki Shimaoka, and Hirokazu Sasaki
    • 学会等名
      Microscopy and Microanalysis 2016 Meeting
    • 発表場所
      Columbus, Ohio, USA
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線回折を用いた定量的位相イメージング法2016

    • 著者名/発表者名
      山﨑 順, 島岡 勇記, 佐々木 宏和
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-16
  • [学会発表] 電子線回折位相イメージング法の高精度化2016

    • 著者名/発表者名
      島岡 勇記, 山﨑 順
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第72回学術講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-16
  • [学会発表] Developing Quantitative Phase Imaging by Electron Diffractive Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Yamasaki, Yuki Shimaoka, and Hirokazu Sasaki
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
    • 発表場所
      WINC Aichi, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2016-05-11 – 2016-05-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of GaAs compound semiconductors and the semiconductor laser diode using electron holography, Lorentz microscopy, electron diffraction microscopy and differential phase contrast STEM2016

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Sasaki, Shinya Otomo, Ryuichiro Minato, Junji Yoshida, Kazuo Yamamoto, Tsukasa Hirayama Jun Yamasaki and Naoya Shibata
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
    • 発表場所
      WINC Aichi, Nagoya, Japan
    • 年月日
      2016-05-11 – 2016-05-13
    • 国際学会
  • [図書] 機能構造科学入門 3D活性サイトと物質デザイン、4章1節「回折イメージング」2016

    • 著者名/発表者名
      郷原一寿, 山﨑 順, 塩谷浩之
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      丸善出版
  • [備考] 電子回折顕微法の開発

    • URL

      http://www.uhvem.osaka-u.ac.jp/ele/custom2.html

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公開日: 2018-01-16  

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