ナノメートルの分解能で元素分布を調べるナノ元素顕微鏡の開発

开发纳米元素显微镜以纳米分辨率检查元素分布

• 批准号: 20H04450
• 负责人: 松山 成男
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Tohoku University
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04450/
• 关键词: ナノビーム; 全元素分析; 自動集束; ナノ原子顕微鏡; 焦点予測システム; マルチモーダル分析; 元素分析; ナノ元素顕微鏡

本年度は、ナノビーム形成システムの開発とPIXE/RBS/RFS/ERDA分析に蛍光分析システムを加えたマルチモーダル分析システムの高度化を図ることに向けて、焦点深度可変システムの実用化、水素分析システムの最適化、蛍光分析システムの開発を行った。焦点深度可変システムは、凹凸のある試料や水素分析時に試料を傾ける必要のあることから、ナノビームを形成したとしても場所によって焦点深度がずれてしまうことを補正するシステムで、焦点位置の変化によるビーム径の変化は100umの焦点深度のずれに対して1um程度であるため、焦点位置の変化に対して磁場を追従させる方式を採用している。これまでは、実測値を元に磁場強度を内外挿していたが、2点で磁場を集束する必要があったが、計算により磁場変化を予測できるソフトウエアを完成させ、システムに組み込みを行った。磁場予測システムについて国際会議で発表し評価を得て、論文が受理された。水素分析システムにおいては、試料と検出器位置の配置、特に角度の設定がシビアであることが分かったので、バルクビームを用いて実験的に最適な配置の算定を行い、分析に向けた実験体系にあわせた5軸ステージの開発を行った。蛍光分析については、検出効率が低いのが問題となっている事が判明し、効率を上げたファイバーの選択を行い評価をシステムの高度化を行い、評価中である。これらのマイクロビームシステムの現状を国際会議にて報告し、学術雑誌に投稿し、採択された。

This year は, ナ ノ ビ ー ム form シ ス テ ム の open 発 と PIXE/RBS/RFS analysis/ERDA に 蛍 light analysis シ ス テ ム を plus え た マ ル チ モ ー ダ ル analysis シ ス テ ム の を empirically 図 る こ と に to け て, focal depth variations シ ス テ ム の be used, the water element analysis シ ス テ ム の optimization, analysis of 蛍 light シ ス テ ム の open 発 を line Youdaoplaceholder0. Focal depth can be - シ ス テ ム は, concave and convex の あ る sample や water element analysis に sample を pour け る necessary の あ る こ と か ら, ナ ノ ビ ー ム を form し た と し て も places に よ っ て focal depth が ず れ て し ま う こ と を corrected す る シ ス テ ム で の, focus position - the に よ る ビ ー ム diameter の は - 100 um の focal depth の ず れ に し polices て 1 um degree で あ る た め の, focus position - the に し seaborne を て magnetic field after 従 さ せ methods を る し て い る. こ れ ま で は, be measured numerical を yuan を に magnetic field strength inside and outside the scions し て い た が, 2 points で magnetic field を cluster す る necessary が あ っ た が, calculation に よ り magnetic field variations change を be で き る ソ フ ト ウ エ ア を complete さ せ, シ ス テ ム に group み 込 み を line っ た. Magnetic field premeasurement システムに システムに て て て international conference で issue final review 価を て, papers が accepted された. Water element analysis シ ス テ ム に お い て は, try と 検 extractor position の configuration, special に Angle の set が シ ビ ア で あ る こ と が points か っ た の で, バ ル ク ビ ー ム を with い て be 験 に optimal な configuration の consider に を い, analysis to the け た be 験 system に あ わ せ た 5 axis ス テ ー ジ の open 発 を line っ た. 蛍 light analysis に つ い て は, low 検 out working rate が い の が problem と な っ て い る matter が.at し, sharper rate を げ た フ ァ イ バ ー の sentaku を line い review 価 を シ ス テ ム の を い, empirically review in 価 で あ る. Youdaoplaceholder6 れら れら ロビ ロビ ロビ ロビ ムシステム ムシステム current situation を international conference にて report <e:1>, academic 雑 journal に submission <s:1>, acceptance 択された.

项目成果

Neutron energy spectrum measurement using CLYC7-based compact neutron emission spectrometer in the Large Helical Device

在大型螺旋装置中使用基于 CLYC7 的紧凑型中子发射光谱仪进行中子能谱测量

• DOI: 10.1088/1748-0221/16/12/c12025
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Instrumentation
• 影响因子: 1.3
• 作者: Sangaroon S.;Ogawa K.;Isobe M.;Kobayashi M.I.;Fujiwara Y.;Kamio S.;Yamaguchi H.;Seki R.;Nuga H.;Toyama S.;Miwa M.;Matsuyama S.;Takada E.;Murakami S.;Zhong G.Q.;Osakabe M.
• 通讯作者: Osakabe M.

Development of High Voltage Stabilization System for Nanobeam Analisys

Nanobeam Analisys 高压稳定系统的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Misako Miwa;Shigeo Matsuyama;Sho Toyama;Yuta Sato;Yohei Kikuchi
• 通讯作者: Yohei Kikuchi

Automation of multi-modal beam focusing of an MeV sub-microprobe for ion beam analysis

用于离子束分析的 MeV 亚微探针的多模态束聚焦自动化

• DOI: 10.1016/j.nimb.2021.03.008
• 发表时间: 2021
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
• 作者: Matsuyama Shigeo;Miwa Misako;Kada Wataru;Kitayama Yoshiharu;Toyama Sho;Kikuchi Yohei;Numao Kazuya;Takai Yuta;Sato Yuta;Seki Daiki;Kasahara Kazuto
• 通讯作者: Kasahara Kazuto

Development of focal Guide System for Microbeam formation

微束形成焦点引导系统的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Shigeo Matsuyama;Misako Miwa;Sho Toyma;Tomihiro Kamiya
• 通讯作者: Tomihiro Kamiya

Recovery of cesium ions from seawater using a porous silica-based ionic liquid impregnated adsorbent

• DOI: 10.1016/j.net.2021.10.026
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: Nuclear Engineering and Technology
• 影响因子: 2.7
• 作者: Hao Wu;T. Kudo;Seongyun Kim;M. Miwa;S. Matsuyama