収差補正STEMを用いた材料界面の原子構造・電子状態定量解析手法の確立

利用像差校正STEM建立材料界面原子结构和电子态定量分析方法

• 批准号: 07F07768
• 负责人: 幾原 雄一
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07768/
• 关键词: HAADF STEM; ナノ界面; ABF STEM; 3D観察; 粒界構造; EELS; ドーパント偏析; 金触媒

本年度は、STEM像シミュレーション法をセラミック材料解析に適応し、界面における原子構造、特にドーパント構造の3D解析を試みた。以下にその結果を列挙する。(1)材料内部界面の3次元ドーパント偏析構造解析イットリウムを添加したアルミナモデル界面にたいして、界面と垂直な方向からのPlan-view観察を行った場合のSTEM像理論計算を行った。その結果、低対称結晶軸からの入射によっては電子線の広がりを抑え、界面原子構造に関する3次元情報を得られる可能性が示唆された。またこの可能性を実験的に検証することにも成功した。(2)酸素構造直接観察のための新規イメージング法の開拓酸化物界面における酸素構造を直接同定するため、新規STEMイメージング条件の開拓を行った。その結果、環状明視野領域に散乱された電子のみを用いることにより、酸素構造に敏感な像を得ることが理論的に明らかとなり、実験的にも証明することに成功した。(3)STEMによる定量評価指針の構築本研究で得られた結果を総合すると、STEM法は材料界面の原子レベルの構造を決定する上で、極めて有力な手法である。本研究で発展させた理論計算法と実験との高度な融合により、これまで難しかった界面構造の3次元解析、軽元素構造解析、ナノ界面定量観察が可能になることが示された。このように理論アプローチを積極的に利用することにより、STEM界面解析が格段に高度化することが示された。

This year は, STEM like シ ミ ュ レ ー シ ョ ン method を セ ラ ミ ッ ク material analytic に optimum 応 し, interface に お け る atomic structure, special に ド ー パ ン ト tectonic の 3 d analytical を try み た. The following にそ にそ results を column 挙する. (1) the internal interface の 3 dimensional ド ー パ ン ト segregation structure イ ッ ト リ ウ ム を add し た ア ル ミ ナ モ デ ル interface に た い し て, interface と な vertical direction か ら の Plan - the view line 観 examine を っ た occasions の STEM line as theoretical calculation を っ た. そ の results, low said seaborne crystallographic axis か ら の incident に よ っ て は electronic line の hiroo が り を え suppression, interface atomic structure に masato す る 3 dimensional intelligence を ら れ が る possibility in stopping さ れ た. Youdaoplaceholder0 た <s:1> the に検 proof of the を possibility of the を experiment する とに とに を success た た. (2) acid element structure directly 観 examine の た め の new rules イ メ ー ジ ン の グ method development acidification object interface に お け る を acid element structure directly with fixed す る た め, new rules STEM イ メ ー ジ ン グ line conditions の pioneering を っ た. そ の results, annular Ming に vision field scattered さ れ た electronic の み を with い る こ と に よ り, acid sensitive element structure に な like を る こ と が theory に Ming ら か と な り, be the 験 に も prove す る こ と に successful し た. (3) STEM に よ る quantitative evaluation 価 pointer の build this study で must ら れ た results を 総 close す る と, STEM は material interface の atomic レ ベ ル の tectonic を decided す る で, extremely め て powerful な gimmick で あ る. This study で 発 exhibition さ せ た theoretical calculation method of と be 験 と の highly な fusion に よ り, こ れ ま で difficult し か っ た interface structure の 3 dimensional analytic, 軽 element parsing, ナ ノ quantitative 観 examine が interface may に な る こ と が shown さ れ た. こ の よ う に theory ア プ ロ ー チ を positive に using す る こ と に よ り, analytical が STEM interface section に す empirically る こ と が shown さ れ た.

项目成果

Direct observation of Au nanoislands on TiO_2 (110) surface by HAADF STEM

HAADF STEM直接观察TiO_2(110)表面Au纳米岛

• 发表时间: 2008
• 期刊: Micro. Microanal. 14[S2]
• 作者: N. Shibata;A. Goto;K. Matsunaga;T. Mizoguchi;S. D. Findlay;T. Yamamoto;Y. Ikuhara
• 通讯作者: Y. Ikuhara

Atomic structure, electronic structure, and defect energetics in [001](310) Σ5 grain boundaries of SrTiO3 and BaTiO3

• DOI: 10.1103/physrevb.78.245320
• 发表时间: 2008-12-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Imaeda, M.;Mizoguchi, T.;Ikuhara, Y.
• 通讯作者: Ikuhara, Y.

Quantitative HAADF-STEM and EELS

定量 HAADF-STEM 和 EELS

• 发表时间: 2008
• 作者: J. M. LeBeau;S. D. Findlay;L. J. Allen;S. Stemmer
• 通讯作者: S. Stemmer

STEM imaging of Au nanoparticles on TiO_2 surface

TiO_2表面Au纳米颗粒的STEM成像

• 发表时间: 2008
• 作者: N. Shibata;A. Goto;K. Matsunaga;T. Mizoguchi;S. Findlay;T. Yamamoto;Y. Ikuhara
• 通讯作者: Y. Ikuhara

Three-dimensional imaging in double aberration-corrected scanning confocal electron microscopy, Part II: Inelastic scattering

• DOI: 10.1016/j.ultramic.2008.05.007
• 发表时间: 2008-11-01
• 期刊: ULTRAMICROSCOPY
• 影响因子: 2.2
• 作者: D'Alfonso, A. J.;Cosgriff, E. C.;Allen, L. J.
• 通讯作者: Allen, L. J.