2024/10/18 更新

写真a

サイトウ　コウ
齋藤　晃
SAITOH, Koh
所属
未来材料・システム研究所 附属高度計測技術実践センター 電子顕微鏡計測部 教授
大学院担当
大学院工学研究科
職名
教授

学位 1

  1. 博士（理学） （ 1997年3月   東北大学 ） 

学位の先頭へ▲

研究キーワード 1

  1. 電子顕微鏡をもちいたナノメーター領域の精密構造解析法および物性測定法の開発を行っている。具体的には以下の通り。（１）種々の電子顕微鏡法をもちいた準結晶など非周期結晶の構造解析。（２）収束電子回折法をもちいたナノメーター領域の格子歪みの精密測定法の開発および半導体デバイスへの応用。（３）内殻電子励起をともなう高速電子線の非弾性散乱をもちいた非占有状態の電子構造の異方性の研究。

研究キーワードの先頭へ▲

研究分野 3

  1. その他 / その他  / 金属物性

  2. その他 / その他  / 物性Ⅱ

  3. その他 / その他  / 物性Ⅰ

研究分野の先頭へ▲

現在の研究課題とSDGs 5

  1. フェルミレベル近傍の非占有軌道の異方性の可視化に関する研究

  2. ナノメーター領域における半導体の格子歪みと電気伝導

  3. 種々の電子顕微鏡法をもちいた非周期結晶の構造解析

  4. 電子顕微鏡をもちいたナノメーター領域の精密構造解析法および物性測定法の開発

  5. 電子らせん波の生成および新規イメージング手法の開発

現在の研究課題とSDGsの先頭へ▲

経歴 11

  1. 名古屋大学   未来材料・システム研究所   教授

    2015年10月 - 現在

  2. 名古屋大学   未来材料・システム研究所 附属高度計測技術実践センター 電子顕微鏡計測部   教授

    2015年10月 - 現在

  3. 名古屋大学   エコトピア科学研究所   教授

    2015年4月 - 2015年9月

  4. 名古屋大学   エコトピア科学研究所   准教授

    2009年4月 - 2015年3月

  5. 名古屋大学   エコトピア科学研究所   講師

    2006年4月 - 2009年3月

▼全件表示

経歴の先頭へ▲

学歴 3

  1. 東北大学   大学院理学研究科   物理学専攻

    1994年4月 - 1997年3月

    　 詳細を見る

    国名： 日本国

    備考： 博士後期課程

  2. 東北大学   理学研究科   物理学専攻

    1992年4月 - 1994年3月

    　 詳細を見る

    国名： 日本国

    備考： 博士前期課程

  3. 山形大学   理学部   物理学科

    1988年4月 - 1992年3月

学歴の先頭へ▲

所属学協会 4

  1. 日本顕微鏡学会   代議委員

    2020年4月 - 現在

  2. 国際結晶学連合

    2003年4月 - 現在

  3. 日本物理学会   領域６　準結晶分化世話人

    2002年4月 - 2004年3月

  4. 日本結晶学会

所属学協会の先頭へ▲

受賞 1

  1. 本多記念研究奨励賞

    1999年5月   （財）本多記念会  

    　詳細を見る

    受賞国：日本国

受賞の先頭へ▲
 

論文 84

  1. Surface sensitivity of atomic-resolution secondary electron imaging

    Saitoh, K; Oyobe, T; Igarashi, K; Sato, T; Matsumoto, H; Inada, H; Endo, T; Miyata, Y; Usami, R; Takenobu, T

    MICROSCOPY     2024年9月

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1093/jmicro/dfae041

    Web of Science

    PubMed

  2. Near-field electron ptychography using full-field structured illumination

    Tamaki, H; Saitoh, K

    MICROSCOPY     2024年7月

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1093/jmicro/dfae035

    Web of Science

    PubMed

  3. Development of silicon-on-insulator direct electron detector with analog memories in pixels for sub-microsecond imaging

    Ishida, T; Sugie, K; Miyoshi, T; Ishida, Y; Saitoh, K; Arai, Y; Kuwahara, M

    MICROSCOPY     2024年6月

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1093/jmicro/dfae029

    Web of Science

    PubMed

  4. Giant impurity effect on anomalous Hall effect of Mn<sub>3</sub>Sn

    Yano, R; Kihara, S; Yoneda, M; Vu, HTN; Suto, H; Katayama, N; Yamaguchi, T; Kuwahara, M; Suzuki, MT; Saitoh, K; Kashiwaya, S

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   160 巻 ( 18 )   2024年5月

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Chemical Physics  

    Mn3Sn is an anomalous Hall effect (AHE) antiferromagnet that exhibits the hysteretic AHE in antiferromagnetic (AFM) phase at room temperature. We report that whisker Mn3Sn crystals grown by the flux method exhibit a non-hysteretic AHE at mid-to-low temperatures when the whisker Mn3Sn is surrounded by a thin layer of ferromagnetic Mn2−xSn. These crystals exhibit a hysteretic AHE above 275 K due to the spin alignment of the inverse triangular lattice, which is similar to other crystals. However, upon cooling the crystal, it exhibits a non-hysteretic AHE with a spiral AFM spin structure at 100-200 K. We concluded that the non-hysteretic AHE is induced at the interface of Mn2−xSn/Mn3Sn. We believe that the scalar-spin chirality in the spiral AFM phase of Mn3Sn, modulated by Mn2−xSn through the magnetic proximity effect, produces the AHE. This discovery opens a new avenue for tailoring the AHE by magnetic layers.

    DOI： 10.1063/5.0195211

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  5. Phase retrieval of electron rocking curves using total variation and total squared variation regularizations

    Shichi, A; Ishizuka, H; Saitoh, K

    MICROSCOPY   73 巻 ( 3 ) 頁： 262 - 274   2023年11月

    　詳細を見る

    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Microscopy  

    In this study, a new method for the phase retrieval of electron rocking curves observed using convergent-beam electron diffraction, which is applicable to the determination of three-dimensional lattice displacement fields along the beam direction, is proposed. Total variation and total squared variation regularizations are introduced for phase retrieval to suppress overfitting to noise or background signals in the rocking curves and to reproduce the sparse characteristics of displacement fields, which exist only near lattice defects. The results show that the proposed algorithm is effective for rocking curves modulated by the dynamical effect of electron diffraction. The accuracy of phase reconstruction using the proposed method is also discussed. Phase retrieval of the experimental rocking curves obtained from a stacking fault in stainless steel is demonstrated.

    DOI： 10.1093/jmicro/dfad048

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

▼全件表示

論文の先頭へ▲

書籍等出版物 1

  1. Convergent-beam electron diffraction IV

    M. Tanaka, M. Terauchi, K. Tsuda, K. Saitoh（ 担当： 共著）

    JEOL-Maruzen  2002年 

    　詳細を見る

    記述言語：英語

書籍等出版物の先頭へ▲

講演・口頭発表等 64

  1. Phase retrieval of electron rocking curves with total variation and total squared variation 国際会議

    Koh Saitoh, Akihiro Shichi

    The 20th International Microscopy Congress  2023年9月12日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：Busan   国名：大韓民国  

    This paper presents a method of phase retrieval of electron rocking curves observed in a convergent-beam electron diffraction (CBED) pattern by introducing total variation (TV) and total squared variation (TSV) regularizations. The TV and TSV regularizations contribute to suppress overfitting to noise and background in rocking curves and to reproduce the sparse characteristic of the variations of the lattice displacement fields such as stacking faults and dislocations, which are localized only in the vicinity of lattice defects. Conventionally, the phase retrieval using diffraction intensity has been limited to thin specimens, in which the diffraction intensities are approximated by the absolute squares of the Fourier transform of the structure of the specimen. The TV and TSV regularizations are also effective to suppress overfitting to dynamical diffraction intensities which are observed in CBED patterns taken from thick specimens.
    The phase retrieval by the present method is demonstrated by using kinematical and dynamical simulated CBED patterns with artificial noise and background. The phase retrieval of the experimental rocking curves taken from a stacking fault in a stainless steel is also demonstrated. The accuracy of the phase reconstruction by the present method is discussed.

  2. Dynamic Imaging of Electrochemical Reactions in All-Solid-State Li-Ion Batteries by Operando Scanning Transmission Electron Microscopy 国際会議

    K. Saitoh

    The 3rd Workshop of the Reaction Infography (R-ing) Unit  2020年12月11日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2020年12月

  3. Measuring Orbital Angular Momentum of Electron Beams Using Vortex Gratings 招待有り 国際会議

    齋藤　晃

    2020年11月12日 

    　詳細を見る

    開催年月日： 2020年11月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  4. Accurate Measurement of Electric Potential Distributions at the Interfaces in Solids Using Phase-shifting Electron Holography 国際会議

    T. Hirayama, S. Anada, Y. Nomura, H. Sasaki, K. Saitoh and K. Yamamoto

    Microscopy and Microanalysis 2020  2020年8月6日  Microscopy Society of America

    　詳細を見る

    開催年月日： 2020年8月

    開催地：Milwaukee，USA  

    DOI： 10.1017/S1431927620019935

  5. Performance of orbital-angularmomentum measurements using forked gratings 国際会議

    K. Saitoh, Y. Noguchi, W. Li, M. Uchida

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019   2019年11月  ICMaSS2019, Nagoya University

    　詳細を見る

    開催年月日： 2019年11月

    会議種別：ポスター発表  

    開催地：Nagoya University, Nagoya, Japan  

▼全件表示

講演・口頭発表等の先頭へ▲

共同研究・競争的資金等の研究課題 3

  1. 光電コヒーレント転写による光電子の波面制御の研究

    2019年11月 - 2020年10月

    第50回三菱財団自然科学研究助成 

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者  資金種別：その他

    配分額：5000000円

  2. ナノメーター領域の半導体の格子歪みと電気伝導

    2007年4月 - 2008年8月

    財団法人 稲盛財団 

    　 詳細を見る

    資金種別：競争的資金

  3. ホローコーンビームHAADF-STEM 法による格子間原子検出の可能性

    2005年4月 - 2007年3月

    豊田理化学研究所 

    　 詳細を見る

    資金種別：競争的資金

共同研究・競争的資金等の研究課題の先頭へ▲

科研費 13

  1. 光電コヒーレント転写による電子線の波動関数制御の研究

    研究課題/研究課題番号：22H03868  2022年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    齋藤 晃, 石田 高史

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：18200000円 （ 直接経費：14000000円 、 間接経費：4200000円 ）

    本研究では、空間中を伝播する電子の波動関数を自在に操る技術の構築を目指し、光から電子への状態転写を利用したまったく新しい電子波の波動関数制御の可能性を実験的に検証する。応募者のグループがこれまで開発してきたスピン偏極パルス透過電子顕微鏡は、電子源として負の電気親和性をもつ半導体フォトカソード型電子銃を搭載している。このフォトカソードに振幅および位相に構造をもつレーザー光を入射し、光から電子への状態転写を利用して振幅および位相に構造をもつ電子線を生成する。この技術を利用した「ZコントラストTEM法」、 「電子らせん波の生成」および「構造化照明電子顕微鏡法」などの新しい電子顕微鏡法の開発を目指す。

  2. 光電コヒーレント転写による電子線の波動関数制御の研究

    研究課題/研究課題番号：23K25122  2022年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    齋藤 晃, 石田 高史

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：18200000円 （ 直接経費：14000000円 、 間接経費：4200000円 ）

    本研究は、振幅と位相に構造をもつ電子ビームの生成および構造化電子ビームをもちいた新しい顕微法の開発を目指し、理論的および実験的研究を行った。本研究により、1)半導体フォトカソードに照射するレーザー光の振幅の構造が放出される電子線に転写されることを実験的に確認した。2)世界で初めて構造化ビームをもちいた電子線近接場タイコグラフィーの開発に成功した。本手法は強度が極端に高い輝点を含む回折図形をもちいないこと、メソスケールの対象物に適用可能であること、電子線超分解能の可能性が期待されること、など従来のタイコグラフィーにないユニークな特徴があることが判明した。

  3. 表面電子顕微鏡法によるBa-Ti-O系準周期単層膜の構造解析

    研究課題/研究課題番号：22H04590  2022年4月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    齋藤 晃

    　 詳細を見る

    担当区分：研究代表者 

    配分額：8580000円 （ 直接経費：6600000円 、 間接経費：1980000円 ）

    本研究では、原子分解能での走査電子顕微鏡（SEM）法をハイパーマテリアルに適用し、その表面構造の原子レベルでの解析を行う。まず、単原子および２次元原子層物質をもちいた系統的かつ定量的な解析をSEM像の解析を行い、原子分解能SEMの空間分解能およびコントラストの成因を明らかにする。それらの結果を踏まえ、世界で初めてBa-Ti-O系準周期単層膜の構造を原子レベルで明らかにする。また本研究を通じてSEMを原子分解能で表面構造解析ができる手法に進化させ、今後の表面科学研究のブレークスルーを図る。

  4. 自己組織化分子のスローダイナミクスが生み出す無機柔粘性結晶の開拓

    研究課題/研究課題番号：20H02604  2020年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    片山 尚幸, 山内 徹, 齋藤 晃, 太田 幸則

    　 詳細を見る

    担当区分：研究分担者 

    本課題では申請者が二次元三角格子系LiVS2で最近見出した、柔粘性結晶相発現の背景物理の解明と、同様の性質を示す新たな物質系の開発を目指す。LiVS2は314 K以下でバナジウム三量体化を伴う金属-非磁性絶縁体転移を示す。高温常磁性相では、バナジウムがジグザグ状の短距離秩序を形成しており、このジグザグ鎖の形成パターンが時間・空間的にゆっくりと変動する。ジグザグ鎖のパターンは3種類存在し、これらの配向はすべて異なることから、この格子ダイナミクスは無機化合物で実現した柔粘性結晶状態と定義される。同様の『無機柔粘性結晶』の新たな候補物質の開発を通じて、その発現メカニズムを明らかにすることを目指す。
    低温で量体化転移を示す周辺物質の探索として、スピネル格子系LiRh2O4, βパイロクロア型CsW2O6という二物質に対する平均構造/局所構造解析を行った。前者においては、電荷秩序と二量体化が現れる低温相の結晶構造を明らかにし、この電荷秩序パターンが1950年代に理論提案されながらこれまでに実現例のなかった『アンダーソン条件』を満たす初めてのスピネル化合物であることを突き止めた。後者については、『3中心2電子結合』で形成された三角系型の三量体を持つ物質として知られているが、局所的にみると三量体が実現していないように見えることを明らかにした。おそらくは、三量体と思われたものが3通りの従来型二量体がガラス(液体)的に現れており、平均構造として電子不足型の三量体として捉えられたものと考えている。面白いことに、LiRh2O4, CsW2O6の両方に共通して、高温の常磁性相においては短距離秩序が発達していることを示唆する結果を得た。本研究のターゲットである量体化系で現れる無秩序分子が様々な物質系で普遍的に現れていることを示していると考えられる。
    また、本研究課題では、高温でジグザグ鎖のダイナミクスが現れるLiVS2に対する交流抵抗の周波数依存性からダイナミクスの定量測定を行うことを目指している。この実験には大型単結晶が必要となり、申請時には数年を要するものと見込んでいたが、初年度の研究で早くも達成することができた。合成は放射光を用いた単結晶XRD測定により確認している。これにより、得られた大型単結晶を用いて2021年度にダイナミクスの定量測定を行う予定である。
    本研究の課題である柔粘性結晶候補物質を複数見出すことに成功し、数年を要すると考えていたLiVS2大型単結晶の育成に一年で成功した。これにより、令和4年度に予定していた交流抵抗の周波数依存性実験を令和3年度に前倒しすることが可能となる。また、[研究実績の概要]には含めていないが、令和3年度に予定している幾つかの物質系の放射光回折実験を予備的におこなうことができた。これにより、令和3年度予定の実験の成功に向けた道筋が見えており、十分な下準備を始めることが出来ている。以上のような理由から、本研究課題は当初の計画以上に進展していると判断する。
    申請時の予定どおり、複数の三角格子系の化合物を対象として放射光を利用した回折実験やSTEM測定を行い、柔粘性結晶実現の可能性を探る。当初の予定にはなかった複数の物質系が候補として加わり始めており、次年度も当初の計画以上の進展が見込める点を強調したい。加えて、令和4年度に予定していた交流抵抗の周波数依存性実験を令和3年度に前倒しで進める予定である。

  5. 電子ビームの軌道角運動量測定法の開発およびその応用研究

    研究課題/研究課題番号：18H01884  2018年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    内田 正哉, 齋藤 晃, 桑原 真人

    　 詳細を見る

    担当区分：研究分担者 

    本研究では、電子ビームの軌道角運動量測定法を開発し、その応用研究を行うことを目的に研究を遂行している。令和3年度の主な成果は、以下の通りである。
    <BR>
    昨年度に引き続き、新型コロナ流行による影響を大きく受け、研究の中断変更を余儀なくされた。非弾性散乱電子の軌道角運動量を検出するためには、これまでに作製し研究に利用してきた数ミクロンメートル大の「回折格子」よりもさらに小さい回折格子が必要であることが分かった。その加工には本学等が所有の液体ガリウム金属イオン源集束イオンビーム（FIB）では難しく、より微細な加工ができるヘリウムイオン顕微鏡装置が必要であった。当時、国内で稼働し利用できるヘリウムイオン顕微鏡装置は産業技術総合研究所（つくば市）所有の装置のみであった。産業技術総合研究所所有のヘリウムイオン顕微鏡の外部利用が可能となった年度後半時に、微細加工を行った。作製した回折格子を本学および名古屋大学の電子顕微鏡をもちいて評価を行った。軌道角運動量をもつ電子を生成する「フォーク型回折格子」として、われわれの知る限り、世界最小のもの（回折格子間隔約10nm）を作製することができた。しかしながら、非弾性散乱電子の検出には至っていない。回折パターン等を変え改良した「フォーク型回折格子」を新たに設計し、ヘリウムイオン顕微鏡による再加工をする予定である。また、昨年度に発案した電場型レンズ、位相板の設計を進め、試作をマイクロドリルをもちいた機械加工及びFIBにより行った。
    令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

▼全件表示

科研費の先頭へ▲
 

担当経験のある科目 (本学) 14

  1. 計算機プログラミング

    2018

  2. 電磁気学III

    2018

  3. 電磁気学III

    2017

  4. 計算機プログラミング

    2017

  5. 電磁気学III

    2016

▼全件表示

担当経験のある科目 (本学)の先頭へ▲
 

社会貢献活動 3

  1. 日本物理学会市民科学講演会

    役割：司会,　企画,　運営参加・支援

    日本物理学会、日本物理学会名古屋支部、名古屋大学高等研究院  日本物理学会市民科学講演会  2021年3月

  2. 研究成果・研究シーズのショートプレゼン（動画）

    役割：出演

    テクノ・フェア　名大　2020  2020年10月

  3. 日本顕微鏡学会市民公開講座

    役割：司会,　企画,　運営参加・支援

    日本顕微鏡学会  日本顕微鏡学会市民公開講座  2019年6月

社会貢献活動の先頭へ▲

学術貢献活動 5

  1. 日本顕微鏡学会顕微鏡計測インフォマティックス研究部会

    役割：企画立案・運営等,　パネル司会・セッションチェア等

    齋藤晃  2021年1月

    　詳細を見る

    種別：学会・研究会等 

  2. 日本顕微鏡学会顕微鏡計測インフォマティックス研究部会

    役割：企画立案・運営等,　パネル司会・セッションチェア等

    齋藤晃  2020年1月

    　詳細を見る

    種別：学会・研究会等 

  3. Microscopy編集委員

    役割：企画立案・運営等

    岡部繁男  2019年1月 - 現在

    　詳細を見る

    種別：学会・研究会等 

  4. 日本顕微鏡学会超分解能顕微鏡法分科会

    役割：企画立案・運営等,　パネル司会・セッションチェア等

    齋藤晃  2021年2月

    　詳細を見る

    種別：学会・研究会等 

  5. 日本物理学会名古屋支部長

    役割：企画立案・運営等

    齋藤晃  2018年4月 - 2020年3月

    　詳細を見る

    種別：学会・研究会等 

学術貢献活動の先頭へ▲