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。

Electronic micromirrors are used to detect electromagnetic radiation in samples transmitted by electron waves and plane waves. In this study, the time decomposition method of electron radiation measurement is proposed, and the mechanism of electron radiation measurement is proposed. The electrostatic deflection method of electron radiation measurement is proposed, and the material induction method is proposed.◆ The time resolution of the electron line can be upward ◆ The simple electrostatic deflector of the first stage of the coming type can be used in the exposure time range of 0.5 seconds. The realization direction of high time decomposition energy (50 ns), the realization direction of 2-stage deflector and 2-series phased voltage waveform supply, and the realization of "differential decomposition method" are advanced.◆ Analysis of induced current of materials ◆ Measurement of electric field inside liquid film due to external direct current and alternating current DC electric field to the sample of the giant view of the polarization of the sample inside the shielding, AC electric field cycle number is high, the shielding of the electric field is high, time decomposition of the light is obtained, the basic position of the light is recognized. The frequency dependence of the induced current characteristics of the time-resolved electron beam is evaluated. The above discussion is based on the understanding of the three aspects of the study. This paper is about the utilization of the auxiliary materials.

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