3研究成果／先進微構造解析・処理技術

R-13

2022

OBF STEM法による超高感度ゼオライト原子構造直接観察

アピールポイント

超高感度な電子顕微鏡イメージング手法の開発
【技術シーズ：分割型STEM検出器＋新規画像処理法】

課題

・ゼオライトは電子線照射に極めて弱く、容易に試料が損傷

・低電子ドーズ条件では照射損傷を低減できる一方で、信号ノイズ比も低下

・精密な原子構造の直接観察・解析は極めて困難

解決手段

・走査透過電子顕微鏡（STEM）に分割型検出器を搭載

・電子顕微鏡結像理論にもとづいた新しい画像処理法として、最適明視野（Optimum Bright-Field：OBF）STEM法を開発

成果・新規性

・従来手法と比較して100倍程度高いイメージング感度を達成

・照射ダメージを抑えた低ドーズ条件にて、ゼオライト骨格構造の全元素サイトを明瞭に可視化

・実験方法：走査透過電子顕微鏡、分割型STEM検出器

＜観察条件＞
・加速電圧300 kV, 収束半角15 mrad
・JEM-ARM300F with SAAF2 (16-seg.)
・プローブ電流：0.5 pA

期待される市場・応用

・ゼオライトにおける材料機能発現メカニズムの解明

・有機系試料など電子線に弱い物質の超高分解能構造解析

発表文献

K. Ooe et al., Ultramicroscopy 220 (2021) 113133.

謝　辞：本研究は、JSPS特別研究員奨励費（19J23138）および、JST先端計測分析技術・機器開発プログラム（JPMJSN14A1）の支援を受けて実施されたものである。