高時間分解能STEM法に基づく複合点欠陥構造解析
【研究キーワード】
高速電子顕微鏡法 / 拡散 / 複合点欠陥 / 高時間分解能 / 原子分解能電子顕微鏡 / 酸化物表面 / 原子分解能電子顕微鏡法 / 単原子ドーパント / 走査透過型電子顕微鏡 / 時間分解能 / 原子分解能 / 原子拡散 / 蛍光体 / 高時間分解能STEM / 原子分解能STEM / 原子空孔
【研究成果の概要】
本研究では，従来よりも１桁以上高い時間分解能を有する走査透過型電子顕微鏡法の開発を行った．走査コイルに関与する総インダクタンスを従来の200分の１以下に抑制することで，1ピクセル当たり83ナノ秒での走査が可能となり，１秒間に25フレーム（512×512ピクセル）の原子分解能像取得が実現した．原子分解能を保持しつつ時間分解能を大幅に改善することにより，固体内部や表面に存在する欠陥構造の動的観察が可能となった．従来の原子分解能観察では，静的な観察に留まっていたが，本研究開発により材料やデバイスの実環境下での観察への応用が期待される．
【研究の社会的意義】
走査透過型電子顕微鏡は高い空間分解能を有することから，材料中に形成される点欠陥などの原子構造解析において重要な役割を果たしてきた．しかし，材料機能の本質的な理解には，材料やデバイスの実環境下における挙動を原子レベルで明らかにすることが要求される．本研究では，従来の原子分解能を保持しつつ時間分解能を改善することにより，原子レベルでのダイナミクスが観察可能な顕微鏡法の開発を行った．本顕微鏡法は，高温，ガス雰囲気，液中などの様々な環境下における動的観察の実現に向けて必要不可欠な手法であり，今後の材料開発での幅広い応用が期待される．
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)