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カーポンナノチューブを活用したナノ構造物質の原子分解能電子顕微鏡観察法の展開

开发使用碳纳米管的纳米结构材料的原子分辨率电子显微镜观察方法

基本信息

批准号：
18710097
负责人：
平原佳織
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18710097/
关键词：
透過電子顕微鏡カーボンナノチューブ

项目摘要

原子分解能を実現する球面収差補正高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)を用いて、ナノ構造物質の原子分解能観察を実現するためにカーボンナノチューブを試料支持体として活用するための基礎研究を行った。本年度は、単層カーボンナノチューブ(SWNT)をナノ構造体の支持体として用いるために重要な課題である、ナノ構造物資内包SWNTのTEM像からSWNTの像のみの選択的除去を、フーリエ変換をベースとした画像処理により、検討した。TEM像構造モデルを用いてマルチスライス方により行ったTEM像シミュレーションでは、支持体となるSWNTの像のみを効果的に除去できることがわかった。ただし、それが可能なときは、最適焦点条件である2nmよりもさらに数nm外れたところでの像の撮影が必要であることがわかった。これは、前年度明らかにできた、球面収差補正TEM像ならではの特徴である、わずか2nm以内の深さ分解能を生かした三次元構造直接観察は難しいものの、本研究の目的である、原子レベルの十分な空間分解能で、ナノ構造物質単体の像観察が可能なことを意味する。実験では、CCDカメラのナイキスト周波数や像強度に起因して、カーボンナノチューブのFFT図形の十分な強度、鮮明度を得るのが難しかったため、フーリエ回折パターンの得やすい、より結晶性の高い基板(酸化マグネシウム)上に白金-ロジウムが一次元鎖状に配置した分子を坦持し、これを球面収差補正TEM観察することで、坦持体コントラスト除去によるナノ構造体単体高分解能観察の有用性を検証した。通常数nm程度もある基板上にわずか一原子レベルの厚みの構造体が存在しても、そのコントラストは基板の回折コントラストに埋もれてしまうにもかかわらず、本結果では、少なくとも運動学的近似の成り立つ範囲では基板のコントラストをきわめて単純な画像処理によって除去でき、わずか数個の白金およびロジウム原子が連なった一次元鎖の各原子が明確に像観察できることを示した。

Atomic decomposition energy is revealed by spherical aberration correction. High decomposition energy through electron microscopy (HRTEM) is used to construct atoms of matter using いて and ナノDecomposition can be observed and analyzed using basic research methods. This year's important project for single-layer SWNT (SWNT) structural support and structure The SWNT TEM image is included in the SWNT image, and the SWNT image is selected and removed. TEM image structure: TEM image structureョンでは、The support body となるSWNTの resembles the のみを effect and the できることがわかった is removed.ただし、それがpossibleなときは、Optimal focus condition である2nmよりもさらに Several nm outside the れたところでのimage の影がであることがわかった.これは, previous year's Ming らかにできた, spherical aberration corrected TEM image ならではの特徴である, わずかのdepthさanalytical energy within 2nm, を生かしたthree-dimensional structure straight It is difficult to detect the problem, the purpose of this study is the purpose of this study, the space decomposition energy of the atom is very high, and the structure of the material is a single image, it is possible to check it, and it means it is possible.実験では, CCD カメラのナイキストfrequency image intensity にcause して, カーボンナノチューブのFFT図色のVery high intensity, sharpness, high intensity, and high crystallinity Platinum on the plate (acidified マグネシウム) - ロジウムがOne-dimensional lock-shaped に configuration したmolecule をtank し, これをspherical aberration correction The usefulness of the TEM observation test and the stable body コントラストremoval によるナノ structure unit high-resolution energy observation was confirmed. Usually, there are one-atom thick structures on the substrate of several nanometers.トは substrate の folding コントラストにbury もれてしまうにもかかわらず, this result では, 小なくとも kinematics Approximate の成り立つ风囲ではSubstrate のコントラストをきわめて単Pure なImage processing によってRemove でき、わずかSeveral の白金およびロジウムatomic が连なった一dimensional lockのeach atom is clear に resemble the 観看できることをshow した.