平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 大阪大学
 
2.委員会名 マイクロビームアナリシス第141委員会
 
3.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
4.研究プロジェクト番号 96R14101
 
5.研究プロジェクト名 次世代超電子顕微鏡の開発

6.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
志水 隆一 シミズ リュウイチ   名誉教授

7.コア・メンバー

8.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
高井 義造 タカイ ヨシゾウ 大阪大学大学院工学研究科 教授
木村 吉秀 キムラ ヨシヒデ 大阪大学大学院工学研究科 助教授
生田 孝 イクタ タカシ 大阪電気通信大学工学部・光システム工学科 教授

9.研究成果の概要

所期の目的とした次世代超電子顕微鏡の開発に成功した。すなわち電子光学結像系の特性を組み込んだ加速電圧変調により、球面収差を除去し、位相像あるいは振幅像のみを抽出して世界初の無収差超解像位相差電子顕微鏡(次世代超電子顕微鏡)として完成を見た。更にこの超電子顕微鏡を用いて金の鎖状配列単原子像の実時間動的観察に成功した。この観察において表面を移動する金単原子の振る舞いを克明に時間変化を追って観測することができ、表面物性研究において新たな分野「表面ダイナミズム」を開拓した。
 これら学術上の成果は次のような独創的な技術開発の成功に追うところが大きい。
(1)浮遊型加速電源を用いた高電圧変調方式による球面収差除去
(日立製作所との共同特許:特開平10-270194)
(2)演算機能を持つCCDカメラ(日本学術振興会特許第2884077号、平成11年2月12日)
いずれも(1)は日立製作所、(2)は新日本電工より製品化されている。
 特筆すべきは、この次世代超電子顕微鏡の開発に対して、平成12年度日本電子顕微鏡学会賞(瀬藤賞)が授与され、高井義造 阪大教授と市橋幹雄 日立製作所主任研究員の共同受賞となったことである。又、演算機能をもつCCDカメラの開発に対しては、その開発にあたった西方健太郎氏(大阪大学大学院生)の国際会議(IUMAS II, Hawaii, August, 2000)での発表に対して、論文奨励賞が授与されたことも付け加えておきたい。

10.キーワード

(1)超電子顕微鏡、(2)無収差超解像位相差像、(3)焦点位置変調収差除去
(4)浮遊型加速電圧変調、(5)演算機能内蔵型CCDカメラ、(6)実時間収差補正
(7)鎖状配列単原子像、(8)表面移動単原子動的観察、(9)位相像・振幅像分離観察

11.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Y. Takai et al. Real Time Defocus Image Modulation Processing Electron Microscope (invited)
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 7th NIRIM Int. Symposium on Advanced Materials 1 2000 65-66

著者名 論文標題
K. Nishikata et al. A novel CCD video camera with operation-function incorporated (Student Award)
雑誌名 発行年 ページ
Inst. Phys. Conf. Ser. (IUMAS 2000) No.165 2000 483-484

著者名 論文標題
T. Kawasaki et al. Phase Reconstruction of Crystalline Samples by Three-Dimensional Fourier Filtering Method
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 7th Asia-Psific Electron Microscopy Conference 1 2000 126-127

著者名 論文標題
Y. Takai et. al. Defocus Image Modulation Processing Electron Microscope: Dynamic Observation of Crystal Deformation
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of the 7th Asia-Psific Electron Microscopy Conference 1 2000 128-129

著者名 論文標題
Y. Takai et al. Real-Time Defocus-Image Modulation Processing Electron Microscope:Recent Progresses on Spatial Resolution and Time Resolution
雑誌名 発行年 ページ
The International Union of Materials Research Societies, 6th International Conference in Asia 1 2000 a5.5-a5.5

著者名 論文標題
T. Kawasaki et al. Construction of Local Area Electron Diffraction Pattern using Through-focus Images
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of 8th Conference on Frontiers of Electron Microscopy in Material Science 1 2000 100-100

著者名 論文標題
Y. Takai Real-time correction of spherical aberration by defocus-image modulation processing (invited)
雑誌名 発行年 ページ
Proc. of 8th Conference on Frontiers of Electron Microscopy in Materials Science 1 2000 57-57

著者名 論文標題
H. Utsuro et al. Theoretical background of Defocus Image Modulation Processing (DIMP) based on Three Dimensional Optical Transfer Functions (3D-OTFs)
雑誌名 発行年 ページ
Optik 112 2001 67-75

著者名 論文標題
K. Nishikata et al. Real-time observation of spherical aberration-free phase image using high-speed image processing CCD video camera
雑誌名 発行年 ページ
J. Electron Microscopy 50 2001 (in press)

著者名 論文標題
K. Nishikata et al. Development of a novel CCD video camera incorporated with operational function for real-time image processing
雑誌名 発行年 ページ
Optik 112 2001 (in press)

著者名 論文標題
T. Kawasaki et al. Wave field restoration using three-dimensional Fourier filtering method
雑誌名 発行年 ページ
Ultramisroscopy   2001 (submitted)

著者名 論文標題
T. Kawasaki et al. Construction of local area electron diffraction patterns using through-focus images
雑誌名 発行年 ページ
Ultramicroscopy   2001 (submitted)

著者名 論文標題
Y. Takai A Novel Approach for Atomic Level Characterization by the JSPS-Super Electron Microscope
雑誌名 発行年 ページ
J. Electron Microsopy   2001 (submitted)

著者名 論文標題
Y. Takai et al. Dynamic observation of an atom-sized gold wire by phase electron microscopy
雑誌名 発行年 ページ
Physical Review Letter   2001 (submitted)


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