研究活動

材料科学研究分野/工学研究科マテリアル生産科学専攻

准教授          佐藤 和久
助教           市川 修平
特任助教         Sun Haiming
招へい教授(名誉教授)  森 博太郎
招へい教授        永瀬 丈嗣
招へい研究員       朝山 匡一郎
招へい研究員       伊野家 浩司

 本研究分野においては、物質応用に関して物質と量子ビームとの相互作用を利用した極微プロセスに関する研究を、超高圧電子顕微鏡内その場観察法によって展開している。弾き出し効果や電子励起効果による物質の新規なナノプロセスを探索し、ナノサイズ効果とのシナジー効果を活用した非平衡物質創製や低次元材料物性解明がテーマである。また、電子顕微鏡及び電子分光法の時間分解能向上を目指して、パルス電子顕微鏡の開発研究と時間分解2光子光電子分光法による材料物性研究を推進している。具体的には、以下の研究を進めている。

(1)超高圧電子顕微鏡法の新しい効用の開発研究

 電子直接検出型CMOSカメラを用いた相転移や構造欠陥ダイナミクスの高速観察(図1)ならびに単電子カウンティングによる超解像観察、走査透過電子顕微鏡法による極厚膜試料の観察、クライオ電子顕微鏡法の材料科学への応用研究を進めている。

(2)電子励起による新規固相反応機構解明に関する研究

 低エネルギー電子及びフォトン照射による内殻電子励起を利用した新しい無機固相反応の探索とその反応機構(図2)について研究を進めている。

(3)低次元材料の特異な構造物性に関する研究

 ナノ粒子における電子-格子相互作用を利用した構造制御について探索、量子サイズ効果によるナノ粒子の特異な構造物性や磁性に関する研究を行っている。また、低次元材料の原子スケール電子状態マッピングについて研究を進めている。

(4)パルス電子顕微鏡の開発研究

 ナノ秒からピコ秒オーダーの物理化学現象を観察することが可能な1ショット撮影法の実現を目指して、負の電子親和力を持つ半導体フォトカソードを用いたパルス電子顕微鏡法の開発研究を進めている(図3)。

(5)時間分解2光子光電子分光法による材料物性研究

 時間分解2光子光電子分光法による金属・半導体の励起緩和ダイナミクスを明らかにする研究を進めている。


図1. Sbナノ粒子のMeV電子照射による結晶化過程


図2. LVVオージェ遷移による内殻正孔の生成とSiOxの解離


図3. フォトカソードTEMの外観