研究活動

基盤技術研究分野(研究分野のウエブサイト

准教授 西 竜治
准教授 山﨑 順
招へい教授 伊藤 博之

 本研究分野では、超高圧電子顕微鏡の持つ高い電子線透過能の解析、それを活かしたミクロンサイズ材料の三次元構造解析、およびデータ自動取得のための装置の改良の研究を行っている。また電子顕微鏡の空間分解能向上を目指した収差補正電子光学系の理論解析と、収差補正電子顕微鏡の応用としてデバイス材料の原子レベル構造解析にも取り組んでいる。さらに次世代を担う電子顕微鏡技法として、電子回折顕微法の開発研究も推進している。

(1)電子線トモグラフィーの自動化システム開発

 トモグラフィーデータの自動取得に向けた改良として、傾斜時の位置ずれを抑える高精度試料傾斜装置、撮影用カメラ、視野位置補正機能、画像鮮鋭度に基づくオートフォーカス機能などを開発している。これらを統合した自動撮影支援機能により、ネットワークを介した遠隔地からの利用を推進している(図1)。

(2)超高圧電子顕微鏡における電子線透過能の解析

 超高圧電子顕微鏡特有の高い透過能について、高エネルギー電子と物質の相互作用の観点から理論的・実験的解析を行う。透過電子の多重散乱による像コントラストの非線形性、およびそれを考慮した定量的三次元像構成法の研究を推進している。またこれに基づいた各種機能性ミクロン材料の高精度三次元解析に取り組んでいる(図2)。

(3)収差補正電子光学系の理論研究

 理論・数値解析により電子光学系の収差を評価し、新しい光学系の開発を進めている。電子軌道や高次までの収差を直接計算可能な微分代数法による計算手法を導入し、コアレンズや大角度傾斜軌道などの新要素を含む収差補正器の解析ならびにモデル設計を行っている。

(4)収差補正電子顕微鏡によるデバイス材料の原子レベル構造解析

 収差補正電子顕微鏡を用いて、デバイス材料における界面構造と格子欠陥構造の原子レベル解析に取り組んでいる。

(5)電子回折顕微法の開発

 電子回折図形からレンズ結像をしのぐ空間分解能で試料構造を再構成する電子回折顕微法に取り組んでいる。またこれを応用して様々なナノ材料の内部や周囲に分布する電磁場を可視化する技法の確立を目指している。


図1. トモグラフィー自動撮影支援機能を付加した超高圧電子顕微鏡

図2. 直径3.7μmのカーボンマイクロコイルの高精度三次元再構成