Li化学状態の空間分布を可視化する極低エネルギー軟X線顕微鏡の開発

开发超低能量软X射线显微镜以可视化锂化学态的空间分布

• 批准号: 20H02853
• 负责人: 堀場 弘司
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology (2021-2023)High Energy Accelerator Research Organization (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02853/
• 关键词: 軟X線吸収分光; Liイオン電池; 転換可視蛍光収量

Liは蓄エネルギーデバイスの根幹を担う元素として近年その重要性が益々高まっており、特にLiイオン電池等の蓄エネルギーシステムは、固体電極活物質内へのイオンの空間的移動を動作原理とするため、物質中におけるLiイオンの空間的挙動を解明することは非常に重要である。Liイオンを元素識別するためにはX線吸収端の利用が必要不可欠であるが、Li元素における唯一のX線吸収端である50 eV付近の極低エネルギー軟X線は物質への透過力が非常に小さいため、通常の透過型集光素子や試料透過X線測定を用いた軟X線顕微分光の適用が困難である。そこで本研究では、反射型集光素子や転換可視蛍光収量法などの新しい要素技術を適用して、極低エネルギー軟X線領域でも利用可能な走査型透過軟X線顕微鏡を開発し、Liイオン電池等におけるLiイオン化学状態のナノスケール空間分布の可視化を目指す。これまでに、50eVでの集光が可能な反射型集光素子であるK-Bミラーシステムの設計・作製を行い、10ミクロン級の集光に成功した。またこの集光システムをARPES装置に組み込み、空間分解能10ミクロンでの分光測定に成功した。令和4年度は、この開発したマイクロ集光ARPESシステムを用いて様々な微小試料や不均一試料における顕微分光計測を行うとともに、別ビームラインにおいてLiイオンのX線吸収分光計測に取り組み、金属LiやLi化合物等の試料においてLiK吸収端の吸収分光計測に成功した。

Li has become increasingly important in recent years as a fundamental element in the production of solid electrodes, especially in the production of lithium batteries. It is very important to understand the movement of lithium in the space of solid electrode active matter. The use of X-ray absorption terminals for Li element identification is indispensable. The use of Li element absorption terminals for X-ray absorption terminals is extremely low. The transmission power of soft X-ray for substances is very small. It is difficult to apply soft X-ray differential light for X-ray measurement of ordinary transmission type collectors and samples. This study aims to explore the application of new technology in the field of ultra-low-energy soft X-ray imaging, such as reflection-type light collector, optical fiber conversion, and optical fiber conversion. The design and manufacture of the reflective collector at 50eV and 10 eV were successful. The optical system of ARPES was successfully measured by optical spectroscopy. In 2005 and 2004, the development of the new ARPES system was successfully carried out in the microspectrometer for the measurement of heterogeneous samples of small samples, and in the X-ray absorption spectrometer for the measurement of samples such as Li and Li compounds at the LiK absorption end.

项目成果

Two-dimensional superconductivity in single-band correlated 2H-type NbO2 layers

单能带相关 2H 型 NbO2 层的二维超导性

• DOI: 10.1103/physrevb.105.104504
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Soma Takuto;Yoshimatsu Kohei;Horiba Koji;Kumigashira Hiroshi;Ohtomo Akira
• 通讯作者: Ohtomo Akira

Polarity reversal of the charge carrier in tetragonal TiHx(x=1.6-2.0) at low temperatures

低温下四方TiHx(x=1.6-2.0)载流子的极性反转

• DOI: 10.1103/physrevresearch.2.033467
• 发表时间: 2020
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Shimizu Ryota;Sasahara Yuki;Hamada Ikutaro;Oguchi Hiroyuki;Ogura Shohei;Shirasawa Tetsuroh;Kitamura Miho;Horiba Koji;Kumigashira Hiroshi;Orimo Shin-ichi;Fukutani Katsuyuki;Hitosugi Taro
• 通讯作者: Hitosugi Taro

Low-temperature-processable amorphous-oxide-semiconductor-based phosphors for durable light-emitting diodes

• DOI: 10.1063/5.0115384
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: K. Ide;N. Watanabe;T. Katase;M. Sasase;Junghwan Kim;S. Ueda;K. Horiba;H. Kumigashira;H. Hiramatsu;Hideo Hosono;T. Kamiya

Crystal Structure and Electronic Property Modification of Ca2RuO4 thin Films via Fluorine Doping

氟掺杂对 Ca2RuO4 薄膜的晶体结构和电子性能改性

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.035002
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. Mater.
• 作者: S. Fukuma;A. Chikamatsu;T. Katayama;T. Maruyama;K. Yanagisawa ;K. Kimoto;M. Kitamura;K. Horiba;H. Kumigashira;Y. Hirose;and T. Hasegawa
• 通讯作者: and T. Hasegawa

Insulator-to-Metal Transition of Cr2O3 Thin Films via Isovalent Ru3+ Substitution

• DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c01497
• 发表时间: 2020-05
• 期刊: Chemistry of Materials
• 影响因子: 8.6
• 作者: K. Fujiwara;M. Kitamura;D. Shiga;Y. Niwa;K. Horiba;T. Nojima;H. Ohta;H. Kumigashira;A. Tsukazaki