超伝導高周波加速方式を適用した透過型電子顕微鏡の開発研究

超导射频加速法透射电子显微镜的研发

• 批准号: 15J10497
• 负责人: 東 直
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J10497/
• 关键词: 超伝導空洞; 電子顕微鏡; 電子銃; 加速器; LLRF

本年度前期はこれまでの成果を博士論文としてまとめ、申請、博士号取得となった。内容は高分解能透過型電子顕微鏡の数理的原理から始まり、高周波加速を採用した場合の可能性について議論した。その後ビーム・ダイナミクス・シミュレーションにより、300 kVと3 MVの加速電圧における超伝導高周波加速方式透過型電子顕微鏡の実現可能性について指摘し、2つの共振モードを同時に励振できる世界初の超伝導空洞、2モード空洞の製作と、それを高精度に制御する高周波制御システムの開発について記述した。最後のまとめでは、各要素開発の性能評価結果から改めて透過型電子顕微鏡としての期待される性能を定量評価し、超伝導高周波加速方式透過型電子顕微鏡の基礎確立を強調した。博士号取得後、それまで研究していた高エネルギー加速器研究機構で博士研究員として採用され、引き続き本研究を続けることとなった。本年度後期は1. 2台目の2モード空洞の開発、2. マルチポートの真空焼きだしを行った。2モード空洞の試作機は既に1台製作しているがこれは2つの共振モードの周波数比が目標値である2.0000を満たさなかった。このため2台目の2モード空洞の製作を開始した。2台目の設計はこれまでよりも柔軟に共振周波数比を操作できる設計となっており、3月末の時点で2つのハーフセルが製作済みである。これらのハーフセルは来年度に互いの赤道部を電子ビーム溶接にて接合し、1つの空洞として完成させる予定である。マルチポートは電子銃または2モード空洞の直下に設置し、ビームのenergy spreadをElectron Energy Loss Spectrometer (EELS)で測定するために製作した真空チェンバーである。今回真空焼きだしを行い、ビーム試験に必要な真空度が達成されることを確認した。

In the early part of this year, the achievements of doctoral thesis, application and doctoral number were obtained. This paper discusses the mathematical principle of high resolution transmission electron micromirrors and the possibility of high frequency acceleration. The possibility of realization of a superconducting high-frequency acceleration mode transmission electron micro-mirror with an acceleration voltage of 300 kV and 3 MV is discussed. The resonance mode is excited simultaneously. The development of a superconducting cavity, a high-frequency cavity, and a high-precision control system is described. Finally, the evaluation results of the performance of each element development were improved. The quantitative evaluation of the performance of the transmission electron microscope and the establishment of the basis of the transmission electron microscope with high frequency acceleration were emphasized. After obtaining the Ph. D., the research team will be highly involved in the accelerator research institute. The Ph. D. researcher will be employed in the research team. Late in the year 1. 2. The opening of 2 holes in the platform, 2. The vacuum is too high. 2. The cavity test machine is manufactured by 1 unit and the frequency ratio of 2 units is 2.0000. The production of the two holes in the table began. 2. Design and operation of soft resonant frequency ratio. Design and operation of soft resonant frequency ratio. 2. Production and operation of soft resonant frequency ratio. In the coming years, the equator will be the center of each other, and the electron will be the center of each other, and the fusion will be the center of each other. The electron Loss Spectrometer (EELS) is used to measure the vacuum in the vacuum chamber. This time, the vacuum was removed and the necessary vacuum was confirmed.

项目成果

The Development of Cavity Frequency Tracking Type RF Control System for SRF-TEM

SRF-TEM腔频跟踪式射频控制系统的研制

• 发表时间: 2015
• 期刊: International Particle Accelerator Conference 2015 Proceedings
• 作者: N. Higashi;M. Kuriki;S. Yamashita;A. Enomoto;Y. Funahashi;T. Furuya;X. Jin;Y. Kamiya;S. Michizono;M. Nishiwaki;H. Sakai;M. Sawabe;K. Ueno;M. Yamamoto
• 通讯作者: M. Yamamoto

超伝導加速器技術を応用した透過型電子顕微鏡の開発-研究の概要と現状-

应用超导加速器技术的透射电子显微镜的研制-研究概况与现状-

• 发表时间: 2015
• 作者: 東直;古屋貴章;山本将博;金秀光;舟橋義聖;道園真一郎;阪井寛志;西脇みちる;沢辺元明;上野健治;榎本收志;神谷幸秀;栗木雅夫;山下了
• 通讯作者: 山下了

博士論文 Development of a Transmission Electron Microscope Adopting Two-Mode Superconducting RF Accelerating Cavity for Achieving Low Energy Dispersion

博士论文开发采用双模超导射频加速腔实现低能量色散的透射电子显微镜

• 发表时间: 2016
• 作者: 関崎勉;Nattakan Meekhanon;遠矢真理;新井沙倉;高松大輔;大倉正稔;大崎慎人;渡辺孝康;丸山史人;中川一路;東直
• 通讯作者: 東直

超伝導高周波加速方式TEMの開発

超导高频加速TEM的研制

• 发表时间: 2015
• 作者: 東直;古屋貴章;山本将博;榎本收志;道園真一郎;金秀光;他
• 通讯作者: 他

The Development of a Superconducting RF Electron Microscope

超导射频电子显微镜的研制

• DOI: 10.7566/jpscp.1.014023
• 发表时间: 2015
• 期刊: Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference, JPS Conf. Proc.
• 作者: N. Higashi;T. Furuya;Y. Funahashi;K. Ueno;M. Sawabe;M. Nishiwaki;H. Sakai;S. Michizono;M. Yamamoto;A. Enomoto;Y. Kamiya;M. Kuriki;S. Yamashita
• 通讯作者: S. Yamashita