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2016 年度 実績報告書

超高感度マルチモーダルX線イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26600137
研究機関東北大学

研究代表者

矢代 航  東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10401233)

研究分担者 北條 大介  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (30511919)
加藤 秀実  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80323096)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードX線 / イメージング / 小角X線散乱 / 干渉計 / 金属ガラス / ナノ粒子 / 微細加工 / 表面・界面
研究実績の概要

高分子ソフトマテリアルの研究や、有機デバイス等開発など多くの分野で、軽元素から構成される試料等の内部を高感度で可視化する技術の重要性が近年ますます高まっている。本研究は、X線回折格子干渉計の技術をさらに発展させて、超高感度のX線位相イメージングおよび小角X線散乱イメージング技術の開発を目指すものである。超高感度化は、光学系の超小型化など、従来にはなかった着想によって実現する。さらにその派生型として、X線位相エラストグラフィ、GISAXS(Grazing-Incidence Small-Angle X-ray Scattering)イメージング、反復的位相回復法との組み合わせによる超解像実空間イメージングなど、独創的な方法の開発を目指す。
平成28年度は、平成27年度に引き続き、光学系の全長を小さくして超小型回折格子干渉計を実現するための、狭周期回折格子作製プロセスの開発を行った。東北大学金属材料研究所の加藤秀実教授との共同研究の結果、金属ガラス結晶化インプリント技術によって、重元素からなる周期3μm程度の回折格子の作製に成功した。GISAXSイメージングは、通常のGISAXSイメージングにおいて試料をマイクロビームに対して走査するのと異なり、シート状のビームで、実空間分布の定量的イメージングが行えるという利点がある。平成27年度は原理検証に成功したが、平成28年度は、100 nm未満のサイズの構造に起因する小角X線散乱のコントラストの取得に成功した。
さらに、平成28年度はX線位相エラストグラフィの原理検証、アルミニウム陽極酸化プロセスによる高アスペクト比鋳型作製法の新規開発なども行った。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 11件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Sub-10-ms X-ray tomography using a grating interferometer2017

    • 著者名/発表者名
      W. Yashiro, D. Noda, and K. Kajiwara
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 10 ページ: 052501

    • DOI

      10.7567/APEX.10.052501

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] X線による表面・界面構造解析の新たな展開:X線の位相を利用したイメージング法との融合2017

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会 シンポジウム「薄膜・多層膜の界面イメージング」
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      SLiT-Jエンドステーション・デザイン「イメージングESワークショップ」
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ビームの位相を利用したイメージングの最前線と高度情報処理技術への期待2017

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      さきがけマテリアルインフォマティクス研究会
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2017-02-06 – 2017-02-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光を利用したイメージング技術のフロンティアの開拓2017

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      フロンティアソフトマター開発専用ビームライン産学連合体第6回研究発表会
    • 発表場所
      東京都文京区 東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2017-01-16 – 2017-01-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 回折格子を利用した 硬X線マイクロ秒イメージング・ミリ秒トモグラフィ2017

    • 著者名/発表者名
      矢代 航, 梶原 堅太郎, 上田 亮介, 工藤 博幸
    • 学会等名
      第30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
      兵庫県神戸市 神戸芸術センター
    • 年月日
      2017-01-07 – 2017-01-09
  • [学会発表] 金属ガラスのインプリントによる高アスペクト比X線回折格子の開発2017

    • 著者名/発表者名
      矢代 航、加藤宏祐、竹内 晃久、Sadeghilaridjani Maryam、加藤秀実
    • 学会等名
      第30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
      兵庫県神戸市 神戸芸術センター
    • 年月日
      2017-01-07 – 2017-01-09
  • [学会発表] X線イメージング技術のフロンティア2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      高アスペクト比インプリント技術研究会
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2016-12-16 – 2016-12-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属ガラスインプリンティングによる高アスペクト比X線回折格子の開発2016

    • 著者名/発表者名
      矢代 航、加藤宏祐、竹内 晃久、Sadeghilaridjani Maryam、加藤秀実
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所共同利用ワークショップ 3 GeV高輝度放射光SLiT-Jと産学協創
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-14
  • [学会発表] X線イメージング技術の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 様々なイメージング技術研究部会 第4回研究会
    • 発表場所
      埼玉県東松山市 ホテル紫雲閣
    • 年月日
      2016-11-20 – 2016-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 硬X線の位相を利用したイメージング技術のフロンティア2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      現物融合型エンジニアリング専門委員会 第66回委員会
    • 発表場所
      東京都文京区 東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2016-10-21 – 2016-10-21
    • 招待講演
  • [学会発表] X線イメージングの新展開 ― X線の波面計測を利用した構造解析の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      東北大学大学院理学研究科物理学専攻第8回物性勉強会
    • 発表場所
      宮城県仙台市 東北大学片平キャンパス
    • 年月日
      2016-09-24 – 2016-09-24
    • 招待講演
  • [学会発表] X線回折格子干渉法による100ナノメートル以下の表面構造解析に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      矢代 航、加藤 宏祐、池田 進、和田 恭雄、鈴木 芳生、竹内 晃久
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟県新潟市 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 量子ビームイメージング技術のフロンティア開拓を目指して2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      東京大学大学院新領域創成科学研究科セミナー
    • 発表場所
      千葉県柏市 東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2016-09-09 – 2016-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] X線回折格子干渉計の高分子構造科学研究への展開可能性2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      第一回高分子構造科学研究会・小角散乱研究会合同研究会
    • 発表場所
      兵庫県佐用郡佐用町 高輝度光科学研究センター
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-07-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射光・中性子を用いたシリコン表面・界面構造解析の現状と将来展望2016

    • 著者名/発表者名
      矢代航
    • 学会等名
      界面ナノ電子化学研究会/CROSS東海合同セミナー『界面ナノ電子化学における中性子解析の可能性』
    • 発表場所
      東京都中央区 関東化学株式会社本社
    • 年月日
      2016-07-15 – 2016-07-15
    • 招待講演
  • [学会発表] X線回折格子干渉計を用いた微小角入射小角X線散乱イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      矢代 航、加藤 宏祐、百生 敦、池田 進、和田 恭雄、鈴木 芳生、竹内 晃久
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第72回学術講演会
    • 発表場所
      宮城県仙台市 仙台国際センター
    • 年月日
      2016-06-14 – 2016-06-16
  • [学会発表] Small-angle X-ray scattering contrast imaging in grating-based X-ray interferometry2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Atsushi Momose, Akihisa Takeuchi, and Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      International Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS Processing, Fabrication, Properties, Application (THERMEC’2016)
    • 発表場所
      Messe Congress Graz, Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-29 – 2016-06-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Grating-Based Ultra-Small-Angle X-ray Scattering Imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Atsushi Momose, Akihisa Takeuchi, and Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2016 (XOPT2016)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [学会発表] X-ray Transmission Gratings Fabricated by Metallic Glass Imprinting Technique2016

    • 著者名/発表者名
      Wataru Yashiro, Kosuke Kato, Sadeghilaridjani Maryam, Atsushi Momose, Takenao Shinohara, and Hidemi Kato
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2016 (XOPT2016)
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [産業財産権] 成形材料の製造方法、成形材料、波面制御素子および回折格子2016

    • 発明者名
      加藤秀実、矢代航
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2016/68182
    • 出願年月日
      2016-06-17
    • 外国

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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