電子線ホログラフィーによる微粒子表面の構造に関する研究

本研究は高分解能電子線ホログラフィーにデジタル画像処理を応用することにより, 従来の透過型電子顕微鏡ではレンズの収差のため正確には再現されない表面1〜2層の原子配列を直視するシステムを開発し, 比較的ステップの少ない微粒子の表面に応用する研究の一環であり, その目的は, システムの基本的なハードウェアとソフトウェアを準備することであった.表面の研究のためには, 熱電界放射型電子銃を持つ現有の透過型電子銃を持つ現有の透過型電子顕微鏡(加速電圧200kV)の試料室を超高真空仕様に改造する必要があった. 現在, 磁気浮上型ターボ分子ポンプとチタンサブリメィションポンプを用いて排気できる新試料室と対物レンズ系の設計を終わり, 当研究所付属機械工場にその加工を依頼中である. また同時に, 真空中に据え置く型の新型試料ステージ(二軸傾斜)の開発が必要であり, 目下予備的実験を行っている.一方, 電子線ネログラフィーの実現のための電子複プリズムは部品が出来上がり組立て段階にある. 得られたホログラムは大型計算機によって再生及び画像処理される. そのためのソフトウェアはほぼ完成し, 現在, 動力学的電子回折理論と波動光学的結像理論に基づく計算機シミュレーションにより結晶表面の原子ステップがホログラフィーによってどのように再生され得るか検討中である. また, 電子顕微鏡内で作製されるホーグラムは計算機に読み込まれねばならない. その方法として, 作成から読み込みまで時間を要する従来の写真法によらず, 直接計算機のメモリーに記録する走査像検出(SID)システムを考案し, 予備的な実験の結果, 従来の高価な高感度テレビシステムに依らなくともオンライン処理が可能なことを確認した.

本研究は高分解能電子線ホログラフィーにデジタル画像処理を応用することにより, 従来の透過型電子顕微鏡ではレンズの収差のため正確には再現されない表面1〜2層の原子配列を直視するシステムを開発し, 比較的ステップの少ない微粒子の表面に応用する研究の一環であり, その目的は, システムの基本的なハードウェアとソフトウェアを準備することであった.表面の研究のためには, 熱電界放射型電子銃を持つ現有の透過型電子銃を持つ現有の透過型電子顕微鏡(加速電圧200kV)の試料室を超高真空仕様に改造する必要があった. 現在, 磁気浮上型ターボ分子ポンプとチタンサブリメィションポンプを用いて排気できる新試料室と対物レンズ系の設計を終わり, 当研究所付属機械工場にその加工を依頼中である. また同時に, 真空中に据え置く型の新型試料ステージ(二軸傾斜)の開発が必要であり, 目下予備的実験を行っている.一方, 電子線ネログラフィーの実現のための電子複プリズムは部品が出来上がり組立て段階にある. 得られたホログラムは大型計算機によって再生及び画像処理される. そのためのソフトウェアはほぼ完成し, 現在, 動力学的電子回折理論と波動光学的結像理論に基づく計算機シミュレーションにより結晶表面の原子ステップがホログラフィーによってどのように再生され得るか検討中である. また, 電子顕微鏡内で作製されるホーグラムは計算機に読み込まれねばならない. その方法として, 作成から読み込みまで時間を要する従来の写真法によらず, 直接計算機のメモリーに記録する走査像検出(SID)システムを考案し, 予備的な実験の結果, 従来の高価な高感度テレビシステムに依らなくともオンライン処理が可能なことを確認した.