研究活動

電子顕微鏡理論研究分野(研究分野のウエブサイト

准教授 山﨑 順
特任教授 西 竜治
招へい教授(名誉教授) 栖原 敏明
招へい教授  伊藤 博之

 本研究分野では、物質による高エネルギー電子線の散乱についての理論的・実験的解析に取り組み、超高圧電子顕微鏡の持つ高い電子線透過能の定量的解明に向けた研究を推進している。また、散乱電子への磁場レンズ作用による結像理論に立脚した電子顕微鏡計測手法の高度化・定量化に取り組み、更に新たなナノ計測手法の開発研究にも取り組んでいる。具体的な研究課題は以下のとおりである。

(1) 超高圧電子顕微鏡における厚膜試料観察能の研究

 物質厚さ増加に伴う電子顕微鏡像の強度減衰の非線形性について定量解析を行い、入射電子線の多重散乱現象についての物理的解明に取り組んでいる(図1)。また非弾性散乱の影響も考慮した理論計算により、像コントラストの低減についての定量評価法の確立に取り組んでいる。

(2) 電子線トモグラフィーによる定量的三次元観察法の開発研究

 ナノ・ミクロンサイズ材料の高精度三次元形状計測のための特殊試料ホルダー及びデータ処理手法の開発に取り組んでいる。さらに電子顕微鏡像の形成原理に基づいた補正法の提案により、形状だけではなく密度分布の正しさも兼ね備えた定量的三次元計測法の確立に取り組んでいる(図2)。

(3) 電子回折イメージング法の開発研究

 全く新しい電子線イメージング法として、電子顕微鏡像と散乱パターンから数値計算によって透過電子波動関数の位相分布を再構成する電子回折位相イメージング法の開発研究を推進している。この手法を適用することにより、通常の電子顕微鏡像では観測できないナノスケールの電磁場分布を可視化する応用研究も推進している(図3)。

(4) 収差補正電子顕微鏡を用いた新規ナノ三次元計測法の開発研究

 結像系収差補正透過電子顕微鏡の結像特性に基づいて、ナノ粒子の三次元分布を高速で得る新規三次元計測法の開発に取り組んでいる。


図1. 物質厚さ増加に伴う電子顕微鏡像強度の減衰についての加速電圧依存性


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


図3. 電子顕微鏡像と散乱パターンから再構成した帯電ナノ粒子周囲の電場分布