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電子線ホログラフーによる超高感度の電場・電気分極計測

使用电子束全息术进行超灵敏电场和电极化测量

基本信息

批准号：
18F18044
负责人：
村上恭和
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、物質が示す電磁場を局所的に解析できる電子線ホログラフィーの高度化を目的としている。令和元年度は以下の研究を実施した。(1) 機械学習を用いた画像データの処理：前年度は、位相再生の精度向上に対して、多数のデータを積算平均化するというプロセスを検討した。これに対して本年度は、情報科学的な手法の活用を試みた。なお本サブテーマに関しては、JST CREST課題を通して日立製作所・浅利博士が整備した畳込みニューラルネットワーク (CNN)に基づく機械学習プロセスを参照し、当該技術が複雑な形態を示す微粒子試料の解析にどれだけ効果的に利用できるかを、実際の触媒試料を用いて検証した。結果として、CNNに基づく機械学習プロセスは、複雑な形態を示す微粒子の電子顕微鏡画像を有効に認識・分類できることを確認した。また、CNNで一度分類した画像群に対して二度目の分類作業を繰り返すことで、より精度の高い結果が得られることを示した。但し解析の信頼性はCNNの訓練に用いる教師データの完成度に強く依存することも確認された。(2) 触媒系微粒子への展開：　東北大学の蟹江教授から提供頂いた立方体型のTiO2結晶にPtナノ粒子を付着させたモデル試料を用いて、電子線ホログラムの取得と解析を行った。これまでに整備した基盤技術を駆使して、多数の電子顕微鏡画像の中から、ほぼ同じ形・同じサイズのPtナノ粒子がTiO2結晶に付着した試料を選別し、データ解析に供した。複数画像の積算平均化を施した位相再生像をもとにPtナノ粒子の形態的特徴を明らかにすることができた。一方、本解析で用いたPtナノ粒子のサイズが3 nmと非常に小さかったため、TiO2との接合に伴う微弱な電気分極を明確に読み取ることは困難であった。

This study aims to analyze the effects of electromagnetic field on the physical properties of materials, and to improve the electronic properties of materials. The following research was carried out in the year of Ling and Yuan. (1)Mechanical learning is used to process images: the accuracy of previous year's phase regeneration is up, and the accuracy of most images is up. This year, we will try our best to apply the methods of information science. The JST CREST project was successfully completed by Dr. Asaki of Hitachi Manufacturing Co., Ltd. as a reference for basic mechanical learning programs, and as a demonstration of the application of this technology to the analysis of complex morphology and particle samples. The results show that the basic learning mechanism of CNN is to recognize and classify the electron microscopic images of the particles. For example, CNN can classify images in the first degree and classify them in the second degree. However, the reliability of the analysis is strongly dependent on the completion of the training of CNN teachers. (2)Development of catalyst-based fine particles: Professor Xie Jiang of Tohoku University provides top-cubic TiO2 crystals, Pt particles, and electronic particles. The preparation of the substrate technology for the use of most of the electron microscope image, the same shape, the same Pt particles and TiO2 crystal to pay for the sample selection, analysis The integral averaging of multiple images is performed in order to reproduce the characteristics of the particles. A square, this analysis is used to determine the particle size of 3 nm, very small, TiO2, and the junction is accompanied by weak electric polarization.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Extraction of desired phase information in dark-field electron holography

在暗场电子全息术中提取所需的相位信息

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Youngji Cho;Kodai Niitsu;Daisuke Shindo;Yasuakzu Murakami
通讯作者：
Yasuakzu Murakami

Electron Holography Studies on Antiphase Boundaries in Fe-Al Alloys

铁铝合金反相边界的电子全息研究

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Cho Youngji;Niitsu Kodai;Midoh Yoshihiro;Nakamae Koji;Shindo Daisuke;Yang Jun-Mo;Murakami Yasukazu;Cho Youngji，Murakami Yasukazu
通讯作者：
Cho Youngji，Murakami Yasukazu

Dark-field electron holography to measure elastic strain from magnetic materials

暗场电子全息术测量磁性材料的弹性应变