水素の高ダイナミックレンジ定量イメージング

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本研究で開発している選択的画素リセット動作機構の基本的な機能を同位体顕微鏡システムに実装し、実際の隕石試料を分析して動作確認を行った。動作試験として、隕石中の難揮発性包有物について、スピネル、アノーサイト、ファッサイト、メリライトなどの局所的な元素存在度の差が大きい鉱物が同一視野内に混在する100ミクロン程度の領域のマグネシウムおよびアルミニウム同位体のイメージを取得した。取得したイメージから、リセットする画素としない画素を信号強度の閾値を指定して判別し、FPGAコードを自動生成してマップ化した。生成したマップを元に、強い信号が入射する画素は５秒おきにリセットし、その他はリセットせずに信号を蓄積し続けた。強い信号強度の画素をリセットしない場合は１分程度で飽和レベルに達して分析できなくなる所を、６時間以上にわたって分析し続ける事ができた。最終的に、６桁以上に及ぶダイナミックレンジを持つイメージの取得に成功した。本成果を国際学会14th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '22にて報告した。