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

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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。