Mapping dielectric properties of condensed matters by time-resolved electron holography

通过时间分辨电子全息图绘制凝聚态物质的介电特性

• 批准号: 21K04892
• 负责人: 岩崎 洋
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04892/
• 关键词: 電子顕微鏡; 時間分解; ホログラフィー; 誘電分光

電子顕微鏡を用いておこなう電子線ホログラフィーは，試料を透過した電子波と平面波とを重ねて得られる干渉像（ホログラム）に基いて，試料内の電磁ポテンシャルを観測する方法である。本研究では，これまで時間分解観測が遅れていた電子線ホログラフィーにおいて，サブ・マイクロ秒レベルのストロボ撮影を可能にするシャッター機構を電子ビームの静電偏向という素朴かつ安価な手法で実現するとともに，物質の誘電応答を二次元マッピング画像として得る材料解析手法の開発を目的としている。◆電子線ホログラフィーの時間分解能向上◆従来型の１段の簡便な静電偏向器を用いたストロボスコピックな露光によって，露光時間窓幅 0.5 マイクロ秒のホログラム撮影ができることを確認できた。より高い時間分解能（50 ns レベルを想定）の実現に向け，２段の偏向器に２系列の階段状電圧波形を供給する「差動ブランキング法」の実体化を進めている。◆材料の誘電応答解析◆液状のイオン伝導体であるイオン液体の薄膜を対象とし，外部から直流ないし交流の電圧を印加して液膜内部の電場を観測した。直流電場は試料の巨視的分極によって試料内部で遮蔽されるが，交流電場の周波数が高くなると電場の遮蔽が起こらないことが，時間分解露光で得られたホログラムに基づく位相像に認められた。これはイオン移動に基づく巨視的な電気分極の動的応答の限界を反映するもので，時間分解電子線ホログラフィーによって誘電特性の周波数依存を評価できることを実証するものである。以上の検討を通じて得られた知見を，雑誌論文１報（査読付）と３件の学会発表として公表することができた。論文は本助成金の利用によって，オープンアクセス扱いとして出版することができた。

使用电子显微镜进行的电子全息图是一种基于叠加通过样品和平面波传播的电子波获得的干扰图像（全息图）观察样品中电磁电位的方法。这项研究旨在开发一种快门机制，该机制可以在电子束全息图中以亚微秒级的速度成像进行成像，以前使用一种简单且廉价的电子束静电偏转方法延迟了时间分辨的观测值，并获得了材料分析的方法，并开发了材料分析的方法，从而获得了材料响应的物质构图的介学响应。 ◆提高电子束全息图的时间分辨率◆我们已经确认，可以使用常规的，简单的，简单的静电偏转器通过频道暴露，以曝光时间窗口宽度为0.5微秒。为了达到更高的时间分辨率（假设达到50 ns水平），我们正在努力实现“差异方法”，该方法为两个阶段的偏转器提供了两个序列的阶梯式电压波形。 ◆材料的介电响应分析◆通过施加外部DC或AC电压，使用了液体离子导体的离子液体的薄膜（是液体离子导体）。尽管直流电场通过样品的宏观极化屏蔽了样品内部，但根据通过时间分辨的暴露获得的全息图在相图中观察到，当AC电场的频率增加时，电场不会屏蔽电场。这反映了基于离子转移的宏观触极化的动态响应的限制，这表明介电性能的频率依赖性可以通过时间分辨的电子全息图评估。通过上述考虑因素获得的结果被公开为一份期刊文章的报告（带有同行评审）和在学术会议上的三个演讲。这些论文可以通过使用这笔赠款作为开放访问发表。

项目成果

画像化誘電分光法，その装置及び，電子線に対するシャッター機構

成像介电谱、其设备以及电子束快门机构

• 发表时间: 2022

サブ・マイクロ秒の露光時間窓幅での同期露光式電子線ホログラフィー

具有亚微秒曝光时间窗口宽度的同步曝光电子束全息术

• 发表时间: 2023
• 作者: 山田 友里;越地 福朗;安田 洋司;山田 勝実;内田 孝幸;野島 雅;岩崎洋，赤瀬善太郎，嶌田惠子，原田研，進藤大輔
• 通讯作者: 岩崎洋，赤瀬善太郎，嶌田惠子，原田研，進藤大輔

画像化誘電分光法，及びその装置

成像介电谱及其设备

• 发表时间: 2021

同期露光式の電子線ホログラフィーによる周期的変動電場の観測

使用同步曝光电子束全息术观察周期性波动电场

• 发表时间: 2022
• 作者: Mitsuishi Kazutaka;Nakazawa Katsuaki;Sagawa Ryusuke;Shimizu Masahiko;Matsumoto Hajime;Shima Hisashi;Takewaki Takahiko;岩崎洋，赤瀬善太郎，嶌田惠子，原田研，進藤大輔
• 通讯作者: 岩崎洋，赤瀬善太郎，嶌田惠子，原田研，進藤大輔

電子線ホログラフィーによるイオン液体の分極ダイナミクス観測

利用电子束全息术观察离子液体的偏振动力学

• 发表时间: 2022
• 作者: Mitsuishi Kazutaka;Nakazawa Katsuaki;Sagawa Ryusuke;Shimizu Masahiko;Matsumoto Hajime;Shima Hisashi;Takewaki Takahiko;岩崎洋，赤瀬善太郎，嶌田惠子，原田研，進藤大輔;岩崎洋，嶌田惠子，赤瀬善太郎，原田研，進藤大輔
• 通讯作者: 岩崎洋，嶌田惠子，赤瀬善太郎，原田研，進藤大輔