2024/03/25 更新

写真a

イシダ タカフミ
石田 高史
ISHIDA Takafumi
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 助教
大学院担当
大学院工学研究科
職名
助教

学位 1

  1. 博士(工学) ( 2015年3月   名古屋大学 ) 

研究分野 1

  1. その他 / その他  / 電子顕微鏡

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 高速ダイレクト電子検出器の開発と時間分解電子顕微鏡観察への応用

  2. フォトカソード電子銃をもちいた新規電子顕微鏡法の開発

経歴 2

  1. 名古屋大学   未来材料・システム研究所   助教

    2015年10月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学   エコトピア科学研究所   研究員

    2015年4月 - 2015年9月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 名古屋大学   工学研究科   電子情報システム専攻

    2013年4月 - 2015年3月

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    国名: 日本国

  2. 名城大学   理工学研究科   電気電子工学専攻

    2011年4月 - 2013年3月

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    国名: 日本国

  3. 名城大学   理工学部   電子電気工学科

    2007年4月 - 2011年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 3

  1. 日本顕微鏡学会   会員

  2. 応用物理学会   会員

  3. 日本物理学会   会員

受賞 4

  1. The Japanese Society of Microscopy Award for the Scientific Paper (FUNDAMENTALS) in 2023

    2023年6月   The Japanese Society of Microscopy  

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    受賞区分:学会誌・学術雑誌による顕彰 

  2. 風戸研究奨励賞

    2023年3月   公益財団法人 風戸研究奨励会   SOI技術をもちいた高速電子直接検出器の開発

    石田高史

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    受賞区分:出版社・新聞社・財団等の賞  受賞国:日本国

  3. 日本顕微鏡学会和文誌賞

    2022年5月   公益社団法人 日本顕微鏡学会   パルス電子波を用いた時間分解透過電子顕微鏡

    桒原真人、横井里奈、水野りら、冨樫将孝、吉田優也、永田渉、古井雅人、中蔵虎二郎、石田高史

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  4. 11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '17 Excellent Presentation Award

    2017年12月   11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '17   Development of a voltage applying and heating specimen holder for observation of solid oxide fuel cell's reactions in environmental TEM

    Takafumi Ishida

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    受賞区分:国際学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

 

論文 19

  1. Carbonization of a Molybdenum Substrate Surface and Nanoparticles by a One-Step Method of Femtosecond Laser Ablation in a Hexane Solution 査読有り

    Yoshiki Tanaka, Xi Yu, Shusaku Terakawa, Takafumi Ishida, Koh Saitoh, Hongwei Zhang, Toru Asaka, Fumihiro Itoigawa, Makoto Kuwahara, Shingo Ono

    ACS Omega   8 巻 ( 8 ) 頁: 7932 - 7939   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.2c07697

  2. Static Hydrophobic Cuprous Oxide Surface Fabricated via One-Step Laser-Induced Oxidation of a Copper Substrate 査読有り

    Xi Yu, Yoshiki Tanaka, Tomoki Kakiuchi, Takafumi Ishida, Koh Saitoh, Fumihiro Itoigawa, Makoto Kuwahara, Shingo Ono

    Micromachines   14 巻 ( 1 ) 頁: 185   2023年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.3390/mi14010185

  3. Extension of focal depth by electron quasi-Bessel beam in atomic-resolution scanning transmission electron microscopy 査読有り

    Ishida Takafumi, Owaki Takeshi, Ohtsuka Masahiro, Kuwahara Makoto, Saitoh Koh, Kawasaki Tadahiro

    APPLIED PHYSICS EXPRESS   15 巻 ( 11 ) 頁: 115001   2022年11月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Applied Physics Express  

    Extension of the focal depth of a sub-nanometer-sized electron probe in a scanning transmission electron microscope was demonstrated using an electron Bessel beam. We observed atomically-resolved annular dark-field scanning transmission electron microscope images of SrTiO3 in the [001] direction with defocus using an electron quasi-Bessel beam generated by a ring-shaped aperture in an aberration-corrected probe-forming system. The experimental results show that the defocus range over which images with a 0.2 nm spatial resolution can be acquired using the electron quasi-Bessel beam is three times longer than the corresponding defocus range for a conventional beam.

    DOI: 10.35848/1882-0786/ac96ce

    Web of Science

    Scopus

  4. Transient electron energy-loss spectroscopy of optically stimulated gold nanoparticles using picosecond pulsed electron beam 査読有り

    Kuwahara Makoto, Mizuno Lira, Yokoi Rina, Morishita Hideo, Ishida Takafumi, Saitoh Koh, Tanaka Nobuo, Kuwahara Shota, Agemura Toshihide

    APPLIED PHYSICS LETTERS   121 巻 ( 14 ) 頁: 143503   2022年10月

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

    Ultrafast phenomena in gold nanotriangles (AuNTs) were investigated using a transient electron energy-loss spectroscopy (TEELS) technique under irradiation from a 150-fs pulse laser with a wavelength of 780 nm. This investigation was conducted using a time-resolved transmission electron microscopy method that was developed to measure the dynamics of nanomaterials. Enhancement of the intensity and energy-width broadening of the energy loss were observed at the EEL peaks associated with surface and bulk plasmons on the AuNTs. The TEELS measurement revealed two decay processes of 7.8 ps and longer than 100 ps that compensate for relaxation times of excited surface plasmons using transient absorption spectroscopy. The results show that the bulk and surface plasmons have the same time evolution, i.e., that the excited electrons on the surface and in the bulk have the same relaxation processes in both electron-phonon and phonon-phonon interactions. The time evolution of electronic and lattice temperatures was also estimated based on the measured relaxation time using a two-temperature model, which revealed the volume expansion of the AuNTs and clarified the energy shifts of plasmons. Details of excited electrons in nanoparticles investigated via plasmon energy loss are expected to facilitate improvement in the performance for energy harvesting of photons in nanostructure-controlled materials.

    DOI: 10.1063/5.0108266

    Web of Science

    Scopus

  5. Thin film growth of Ba(Zn,Fe)(2)As-2 by molecular beam epitaxy 査読有り

    Ikegami R., Hatano T., Kiyozawa T., Ishida T., Tomizawa Y., Iida K., Ikuta H.

    THIN SOLID FILMS   758 巻   2022年9月

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

    We have grown Ba(Zn1-xFex)2As2 thin films by molecular beam epitaxy. Epitaxial thin films with various Fe contents up to x = 0.16 were obtained by employing fluoride substrates and supplying Zn and As in excess. The film of the parent compound BaZn2As2 showed a metallic behavior in the temperature range of 50–300 K, although semiconducting behavior with a bandgap of 0.23 eV has been reported for a polycrystalline bulk sample. The metallic behavior can be ascribed to a defect layer near the film/substrate interface that was found by a cross-sectional microstructure observation. For the Fe-substituted films, on the other hand, no such defect layer was observed, and the temperature dependence of resistivity showed semiconducting behavior. BaZn2As2 is known as a parent compound of diluted magnetic semiconductors, but the magnetization measurements of the Fe doped films showed no evidence of ferromagnetic order.

    DOI: 10.1016/j.tsf.2022.139420

    Web of Science

    Scopus

  6. Observation of domain wall bimerons in chiral magnets 査読有り

    T. Nagase, Y. So, H. Yasui, T. ishida, H. Yoshida, Y. Tanaka, K. Saitoh, N. Ikarashi, Y. Kawaguchi, M. Kuwahara, M. Nagao

    Nature Communications   12 巻 ( 1 ) 頁: 3490   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  7. Performance of a silicon-on-insulator direct electron detector in a low-voltage transmission electron microscope 査読有り

    Takafumi Ishida, Akira Shinozaki, Makoto Kuwahara, Toshinobu Miyoshi, Koh Saitoh, Yasuo Arai

    Microscopy   70 巻 ( 3 ) 頁: 321 - 325   2021年6月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1093/jmicro/dfaa072

  8. Intensity Interference in a Coherent Spin-Polarized Electron Beam 査読有り

    M. Kuwahara, Y. Yoshida, W. Nagata, K. Nakakura, M. Furui, T. Ishida, K. Saitoh, T. Ujihara, N. Tanaka

    Physical Review Letters   126 巻   頁: 125501   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.125501

  9. Development of a voltage-applicable heating specimen holder for in situ observations of solid oxide fuel cells with an environmental transmission electron microscope 査読有り

    Ishida Takafumi, Hiroshima Hideto, Higuchi Kimitaka, Tomita Masahiro, Saitoh Koh, Tanji Takayoshi

    SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS   52 巻 ( 9 ) 頁: 584 - 590   2020年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/sia.6788

    Web of Science

  10. パルス電子波を用いた時間分解透過電子顕微鏡

    桑原 真人, 横井 里奈, 水野 りら, 冨樫 将孝, 吉田 優也, 永田 渉, 古井 雅人, 中蔵 虎二郎, 石田 高史

    顕微鏡   55 巻 ( 3 ) 頁: 131 - 138   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本顕微鏡学会  

    <p>透過電子顕微鏡(TEM)にナノ秒を越える時間分解能を獲得させるため,パルスレーザーにより駆動する光陰極型電子源を搭載した時間分解TEMの開発が精力的に進められている.この世界の動向を俯瞰しつつ,時間分解測定により計測が可能となる計測対象を解説する.また,光陰極材料の種類と特性,それに関わる電子線特性を評価する物理量について,相対論的量子力学を復習しつつ見ていく.つぎに,負の電子親和性表面をもつ半導体フォトカソードを用いた,時間分解TEMによる実験結果を用いながら量子力学と電子波の関わりについて理解を深めていく.また,それらに内在する量子性を活用する新しい電子顕微鏡についても触れ,時間分解電子顕微鏡の高度化により期待される計測対象を解説する.</p>

    DOI: 10.11410/kenbikyo.55.3_131

  11. Efficient Measurement of the Orbital-Angular-Momentum Spectrum of an Electron Beam via a Dammann Vortex Grating 査読有り

    Noguchi Yuuki, Nakayama Shota, Ishida Takafumi, Saitoh Koh, Uchida Masaya

    PHYSICAL REVIEW APPLIED   12 巻 ( 6 )   2019年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevApplied.12.064062

    Web of Science

  12. Smectic Liquid-Crystalline Structure of Skyrmions in Chiral Magnet Co8.5Zn7.5Mn4(110) Thin Film 査読有り

    Nagase T., Komatsu M., So Y. G., Ishida T., Yoshida H., Kawaguchi Y., Tanaka Y., Saitoh K., Ikarashi N., Kuwahara M., Nagao M.

    PHYSICAL REVIEW LETTERS   123 巻 ( 13 )   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.137203

    Web of Science

  13. Enhanced Hollow-cone Illumination TEM technique for Dynamical Observations of Light-elemens in Matereials 査読有り

    T. Kawasaki, T. Ishida, A. Kuwabara and Y. Ikuhara

    AMTC Letters   6 巻   頁: 114-115   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  14. Operando STEM-EELS Observation of Anodic Reactions in Solid Oxide Fuel Cells 査読有り

      6 巻   頁: 112-113   2019年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  15. 環状分割検出器を用いたホローコーンSTEMによる位相再生

    石田 高史, 川﨑 忠寛, 丹司 敬義, 生田 孝

    顕微鏡   52 巻 ( 1 ) 頁: 13 - 18   2017年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本顕微鏡学会  

    <p>走査透過電子顕微鏡において,試料を透過した電子波の位相変化を回復する手法の1つとして円環絞りと環状アレイ検出器を用いた位相コントラスト環状明視野法を開発した.本手法は,円環絞りを用いてホローコーンビームを作ることにより分解能を維持したまま焦点深度を拡大することができるため,運動学的な近似が成立する範囲で厚い試料の定量的な投影ポテンシャルの再生に期待が持てる.本稿では,本手法で用いる電子光学系及び位相再生のプロセスの概要,実際に開発した装置,結晶性試料を用いた原理検証結果及びイメージシミュレーションを用いた本手法の応用可能性についての検討結果について紹介する.</p>

    DOI: 10.11410/kenbikyo.52.1_13

  16. Development of electrostatic spherical aberration corrector using annular and circular electrodes 査読有り

    T. Kawasaki, T. Ishida, Y. Takai, Y. Ogawa, M. Lomita, T. Matsutani, T. Kodama, T. Ikuta

    Surface and Interface Analysis   48 巻 ( 11 ) 頁: 1160-1165   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  17. In situ Observation of Interfaces between Metal Electrode and Solid Oxide Electrolyte Prepared by FIB 査読有り

    T. Ishida, T. Tanji, M. Tomita, K, Higuchi, K. Saitoh

    AMTC Letters   5 巻   頁: 46-47   2016年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  18. Phase reconstruction in annular bright-field scanning transmission electron microscopy 査読有り

    T. Ishida, T. Kawasaki, T. Tanji, T. Kodama, T. Matsutani, K. Ogai, T. Ikuta

    Microscopy   64 巻   頁: 69–76   2015年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  19. Quantitative evaluation of annular bright-field phase images in STEM 査読有り

    T. Ishida, T. Kawasaki, T. Tanji, T. Ikuta

    Microscopy   64 巻   頁: 121–128   2015年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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講演・口頭発表等 39

  1. Robust Principal Component Analysis Applied to Dynamic Observation in Time-Resolved Transmission Electron Microscope 国際会議

    Hiroki Yamaguchi, Shotaro Makimoto, Ryosuke Mori, Koh Saitoh, Takafumi Ishida and Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  2. Elucidation of Annealing Effect on a Laser-Irradiated ZnO Subsrate Surface by Transmission Electctron Microscope 国際会議

    Koyo Nagami, Xi Yu, Takafumi Ishida, Koh Saitoh and Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  3. Development of a data acquisition system for a silicon-on-insulator detector with analog memories for high-speed electron imaging 国際会議

    Kosei Sugie, Takafumi Ishida, Makoto Kuwahara, Yasuo Arai and Koh Saitoh

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

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    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  4. In-situ observation of electric potential in time-resolved transmission electron microscopy 国際会議

    Shotaro Makimoto, Kazuko Uchida, Koh Saitoh Takafumi Ishida and Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  5. Development of a Measurement Method for Critical Current Density of Poly-crystalline Superconductors Using Electron Backscatter Diffraction 国際会議

    R. Hikosaka, K. Shimada, T. Hatano, T. Ishida, S. Tokuda, Y. Hasegawa, A. Yamamoto, K. Iida, K. Saitoh, M. Kuwahara and H. Ikuta

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  6. Development of a transmission photocathode using thin film lanthanum hexaboride 国際会議

    Takafumi Ishida, Makoto Kuwahara and Koh Saitoh

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  7. Introduction of Spin-Polarization Effects into Multislice Methods 国際会議

    Sota Nakane, Takahumi Ishida, Koh Saito and Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2023  2023年12月2日  Organizing committee of ICMaSS2023, Nagoya University

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Nagoya, Japan  

  8. Development of high-speed electron-beam imaging using SOI image sensors 招待有り

    2023年9月28日 

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    開催年月日: 2023年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  9. Development of 100-kV time-resolved TEM using a semiconductor photocathode and observation of transient phenomena in energy-loss spectrum 国際会議

    M.Kuwahara, T.Ishida, K.Smith, H.Morishita, S.Kuwahara, T.Agemura

    The 20th International Microscopy Congress  2023年9月  IFSM,KOREAN SOCIETY OF MICROSCOPY

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    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, Korea  

  10. Transient Phenomena of Plasmons on Gold Nanoparticle Investigated by Time-resolved TEM 国際会議

    M. Kuwahara, T. Ishida, H. Morishita, S. Kuwahara, and T. Agemur

    IAMNano2023 実⾏委員会  2023年6月 

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    開催年月日: 2023年6月 - 2023年7月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  11. Elucidation of Annealing Effect on a Laser-irradiated ZnO Substrate Surface by Transmission Electron Microscope 国際会議

    K. Nagami, X. Yu, T. Ishida, K. Saitoh, and M. Kuwahara

    IAMNano 2023 International Workshop on Advanced and In-situ Microscopies of Functional Nanomaterials and Devices  2023年6月  IAMNano2023 実⾏委員会

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    開催年月日: 2023年6月 - 2023年7月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Kunibiki Messe, Shimane, Japan  

  12. 環状暗視野走査透過電子顕微鏡法における電子 ベッセルビームの焦点深度拡大効果

    石田 高史 , 大塚 真弘 , 桑原 真人 , 齋藤 晃 , 川崎 忠寛

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月26日  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:松江   国名:日本国  

  13. 透過電子顕微鏡を用いたZnO材料の熱処理効果の解明

    永見 洸陽 , 余 希 , 石田 高史 , 齋藤 晃 , 桑原 真人

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月28日  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:松江   国名:日本国  

  14. 100kV時間分解TEMを用いた電子エネルギー損失分光におけるピコ秒過渡現象の観測

    桒原 真人 , 牧元 翔太郎 , 山口 紘輝 , 中根 爽太 , 永見 洸陽 , 石田 高史 , 齋藤 晃 , 森下 英郎 , 長沖 功 , 桒原 彰太 , 揚村 寿英

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月28日  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:松江  

  15. メモリを搭載したSOI検出器のデータ収集システムの開発

    杉江 晃成 , 石田 高史 , 桑原 真人 , 新井 康夫 , 齋藤 晃

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月28日  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:松江   国名:日本国  

  16. 100kV時間分解TEMにおける電圧印加ホルダー の開発とpn接合のその場観察への応用

    牧元 翔太郎 , 内田 和子 , 齋藤 晃 , 石田 高史 , 桑原 真人

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月28日  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  17. 低加速透過電子顕微鏡によるSOI技術を用いた ダイレクト電子検出器の性能評価 招待有り

    石田 高史 , 篠崎 暉 , 三好 敏喜 , 齋藤 晃 , 桑原 真 , 新井 康夫

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月27日  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:松江   国名:日本国  

  18. SOI-CMOS技術を用いた電子顕微鏡用半導体イ メージセンサの開発 招待有り

    新井 康夫 , 石田 高史 , 桑原 真人

    日本顕微鏡学会第79回学術講演会  2023年6月26日  日本顕微鏡学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2023年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:松江   国名:日本国  

  19. LaB6薄膜をもちいた透過光型フォトカソード電子銃の開発

    石田高史、桑原真人、齋藤晃

    第70回 応用物理学会春季学術講演会  2023年3月16日  応用物理学会

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:上智大学   国名:日本国  

  20. フェムト秒レーザーパルスによる酸化亜鉛の表面劈開

    余 希、武田 有真、濱崎 周太、石田 高史、桑原 真人、齋藤 晃、糸魚川 文広、小野 晋吾

    レーザー学会学術講演会第43回年次大会  2023年1月18日  レーザー学会

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    開催年月日: 2023年1月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋   国名:日本国  

  21. ワンステップレーザー照射による銅基板表面の撥水性形成

    余 希、田中 良樹、垣内 智貴、石田 高史、齋藤 晃、糸魚川 文広、桑原 真人、小野 晋吾

    レーザー学会学術講演会第43回年次大会  2023年1月18日  レーザー学会

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    開催年月日: 2023年1月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋   国名:日本国  

  22. Surface cleavage of zinc oxide induced by femtosecond laser irradiation 国際会議

    Xi Yu, Yuma Takeda, Shuta Hamasaki, Takafumi Ishida, Makoto Kuwahara, Koh Saitoh, Fumihiro Itoigawa, Shingo Ono

    The 15th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2022)  2022年8月4日  CLEO-PR2022 Organizing Committee

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    開催年月日: 2022年7月 - 2022年8月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Sapporo   国名:日本国  

  23. レーザー駆動型電子銃およびダイレクト電子検出器を搭載した透過電子顕微鏡による時間分解観察 招待有り

    石田高史

    2021年度WEBシンポジウム  2021年11月17日  日本顕微鏡学会学際的顕微研究領域若手研究部会

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Online   国名:日本国  

  24. Dynamic Observation of Reversible Phenomena in A Time-resolved Transmission Electron Microscope using An Optical-frequency Stabilization Technique 国際会議

    Masato Furui, Kojiro Nakakura, Yuya Yoshida, Wataru Nagata, Takafumi Ishida, Koh Saitoh, Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021  2021年11月5日  Nagoya University

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Online   国名:日本国  

  25. Time-resolved measurement in ultrafast transmission electron microscopy 国際会議

    Makoto Kuwahara, Kojiro Nakakura, Masato Furui, Takafumi Ishida, Koh Saitoh

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021  2021年11月5日  Nagoya University

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online   国名:日本国  

  26. Sub-microsecond Electron Imaging using a Time-resolved Transmission Electron Microscope with an SOI Pixel Detector 国際会議

    Takafumi Ishida, Akira Shinozaki, Toshinobu Miyoshi, Koh Saitoh, Yasuo Arai, Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021  2021年11月5日  Nagoya University

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Online   国名:日本国  

  27. Single-Shot Imaging in TEM with a High-Charge Bunched Beam 国際会議

    Kojiro Nakakura, Masato Furui, Yuya Yoshida, Wataru Nagata, Takafumi Ishida, Koh Saitoh, Makoto Kuwahara

    International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021  2021年11月5日  Nagoya University

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    開催年月日: 2021年11月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Online   国名:日本国  

  28. 透過電子顕微鏡による先端時間分解計測技術の研究開発 招待有り

    石田高史

    東海NFRW・東海地区若手チャプタージョイントワークショップ  2021年10月19日  応用物理学会

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    開催年月日: 2021年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:名古屋、オンライン   国名:日本国  

  29. Application of SOI integration-type pixel sensors and up-to-date process

    Toshinobu Miyoshi, Yasuo Arai, Kazuhiko Hara, Toshiaki Inada, Takafumi Ishida, Yoshio Kamiya, Tsutomu Mibe, Shingo Mitsui, Ryutaro Nishimura, Toshihiko Sasaki, Takehiro Takayanagi, Toru Tsuboyama, Miho Yamada, Taha Youssef

    2021 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference  2021年10月21日  IEEE Nuclear & Plasma Sciences Society

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    開催年月日: 2021年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Virtual (online)   国名:日本国  

  30. 光電陰極電子源を用いた100kVパルス透過電子顕微鏡による時間分解計測

    桑原真人、水野りら、中蔵虎次郞、古井雅人、森下英郎、石田高史、長沖功、揚村寿英

    第82階応用物理学会秋季学術講演会  2021年9月10日  応用物理学会

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    開催年月日: 2021年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

  31. 電子ベッセルビームをもちいたADF-STEMにおける焦点深度拡大

    石田高史、大塚真弘、桑原真人、齋藤晃、川崎忠寛

    第82回応用物理学会秋季学術講演会  2021年9月10日  応用物理学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン  

  32. 周波数安定化パルスレーザーを用いた可逆反応の動的TEM観察

    古井雅人,中蔵虎二郎,吉田優也,永田渉,石田高史,齋藤 晃,桑原真人

    日本顕微鏡学会第77回学術講演会  2021年6月  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:つくば国際会議場   国名:日本国  

  33. 高密度パルス電子線によるシングルショットイメージング

    中蔵虎二郎, 古井雅人, 吉田優也, 永田渉, 石田高史, 齋藤 晃, 桑原真人

    日本顕微鏡学会第77回学術講演会  2021年6月  日本顕微鏡学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:つくば国際会議場   国名:日本国  

  34. 低加速透過電子顕微鏡による SOI ダイレクト電子検出器の性能評価

    石田高史,篠崎 暉,桑原真人,三好敏喜,齋藤 晃,新井康夫

    日本顕微鏡学会第77回学術講演会  2021年6月16日  日本顕微鏡学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:つくば国際会議場   国名:日本国  

  35. フォトカソードを用いた透過電子顕微鏡における干渉性と時間分解計測への応用

    桑原真人,横井里奈,永田 渉,古井雅人,中蔵虎二郎,石田高史,齋藤 晃,田中信夫

    日本顕微鏡学会第77回学術講演会  2021年6月16日  日本顕微鏡学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年6月

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:つくば国際会議場   国名:日本国  

  36. パルス透過電子顕微鏡を用いた時間分解計測

    桑原真人,水野りら,横井里奈,吉田優也,桒原彰太,石田高史,齋藤 晃,田中信夫

    日本顕微鏡学会第77回学術講演会  2021年6月16日  日本顕微鏡学会

     詳細を見る

    開催年月日: 2021年6月

    会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:つくば国際会議場   国名:日本国  

  37. MBE法によるBa(Zn,Fe)2As2薄膜の作製及び物性評価

    池上 諒,清澤知正,畑野敬史,石田高史,浦田隆広,飯田和昌,生田博志

    第68回応用物理学会 春季学術講演会  2021年3月18日  応用物理学会

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン開催   国名:日本国  

  38. カイラル磁性薄膜におけるドメインウォールスキルミオンの観測

    長瀬知輝, 肖英紀, 安井隼太, 石田高史, 吉田紘行, 田仲由喜夫, 齋藤晃, 五十嵐信行, 川口由紀, 桑原真人, 長尾全寛

    日本物理学会2020年秋季大会  日本物理学会

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    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン開催   国名:日本国  

  39. SOI ピクセル検出器をもちいたサブマイクロ秒 シングルショットイメージング

    石田高史,篠崎暉,桑原真人,三好敏喜,新井康夫,齋藤晃

    日本顕微鏡学会第76回学術講演会  2020年5月  日本顕微鏡学会

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    開催年月日: 2020年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:紙面上開催   国名:日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. SOI技術をもちいた高速電子直接検出器の開発

    2023年4月 - 2025年3月

    公益財団法人 風戸研究奨励会  風戸研究奨励賞 

    石田高史

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:2000000円

科研費 5

  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

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    担当区分:研究分担者 

    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. 高輝度パルス電子線を用いた高速オペランドイメージング法の開拓

    研究課題/研究課題番号:21H04637  2021年4月 - 2025年3月

    桑原 真人

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    担当区分:研究分担者 

    ナノ電子プローブのパルス特性を発展させ、試料環境と同期した高輝度パルス電子線を応用した高速オペランドイメージング法の研究を進める。これにより、マイクロ秒を超えるナノ構造解析へと高度化することで、高速オペランド計測を介した実動作デバイスの逐次計測を実現し、時間的に変調する外部刺激に対するナノ物質の過渡現象の解明が可能となる。
    また、動的なナノ構造解析を通してナノレベルで発現する構造変化を可視化し、局所的な電荷分布やエネルギー緩和過程、相転移などの学理的解明を目指す。さらに、非固定物質の計測を可能にし、生体高分子材料の非破壊、非固定計測を実現し、生体物質の構造機能解明を加速する。

  3. 空間電荷制限下で動作する薄膜フォトカソード電子銃における雑音低減の研究

    研究課題/研究課題番号:21K14535  2021年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  若手研究

    石田 高史

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    従来の電子源は放出電子数にばらつきがあり、そのばらつきが雑音となり電子顕微鏡像の像質を制限してきた。本研究ではこの制限を克服するためにこれまで電子源の電子放出性能を低下させるとされてきた空間電荷効果を活用し、放出電子を整列させることで量子雑音の低減を目指す。具体的には、空間電荷制限下で動作する薄膜フォトカソード電子銃を作製し、量子雑音が低減された連続・パルス電子線の生成および観測を行う。
    本研究では電子銃から放出される電子線の雑音を低減可能な薄膜フォトカソード電子銃の開発を目的に、本年度は1)薄膜フォトカソードの作製、2)電子銃の電極設計・製作および真空チャンバーの立ち上げを主に進めた。1)薄膜フォトカソードの作製では、パルスレーザー堆積法を用いて酸化マグネシウム基板上に六ホウ化ランタンを成膜した。本薄膜は走査透過電子顕微鏡により結晶構造観察と組成分析を行った。六ホウ化ランタン薄膜は多結晶として成膜され、フォトカソードとして利用可能な結晶性薄膜であることがわかった。また基板と薄膜の界面は不純物が析出しておりターゲットの純度の向上が求められることもわかった。2)電子銃の電極設計・製作では、上記の薄膜フォトカソードが搭載可能な電極の設計・製作を進めた。薄膜フォトカソード表面の酸化膜を取り除くために真空中で1300度以上の高温での加熱が必要となる。そのため電極には高融点材料あるモリブデンをもちいた。薄膜フォトカソードの加熱機構にはタングステンワイヤーによる抵抗加熱方式を採用した。真空チャンバーにヒータ付き電極を搭載し-1kVの電圧印加と1400度を超える加熱が可能であることを確認した。真空チャンバーの立ち上げでは、スパッタイオンポンプに加え非蒸発型ゲッタポンプを真空チャンバーに搭載した。本真空チャンバーはベーキングにより超高真空が容易に達成され、光電子放出に十分な真空を準備することができた。
    当初の計画では2021年度は1)薄膜フォトカソードの作製と2)電極の設計・作製を予定していた。1)については酸化マグネシウム基板上に六ホウ化ランタンを蒸着し、薄膜の作製に成功した。また2)にいてもアノードおよびカソードや加熱機構の開発が完了した。以上のように従来の目的は達成された。これに加えて半導体検出器やレンズステージの設計も完了し次年度の計画の遂行に過不足ない状況である。
    高効率な電子線検出が可能な半導体検出器およびフォトカソードへの入射光をマイクロメートルオーダまで集光するためのレンズを真空内に保持するためのホルダーを作製した後、真空チャンバーに搭載し本フォトカソードでの電子放出特性を測定する。フォトカソードの結晶性の向上や電子銃の電極の改良についても実験の進捗に合わせ進める。

  4. コヒーレント偏極電子プローブを活用した次世代スピン分析法の開発

    研究課題/研究課題番号:17H02737  2017年4月 - 2021年3月

    科学研究費補助金   基盤研究B

    桑原 真人

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    スピン偏極電子線を用いたスピン検出実証のため、らせん磁性やスキルミオンなどの特異な磁性特性を発現するマルチフェロイック物質および磁性薄膜の合成を引き続き実施した。低真空環境下でも観察可能な酸化物強磁性体試料として、コバルト亜鉛系合金を合成した。これは、比較的高い温度でスキルミオンを生成するとされているβ-Mn構造を有するキラル磁性体である。これを、ローレンツ透過電子顕微鏡(LTEM)法によりCoZnNi合金、CoZnFe合金の二種類の磁気構造解析を行った。CoZnNi合金では室温におけるスキルミオン生成の再現性を確認し、表面状態による磁気構造の変化を観察した。CoZnFe合金では室温において特異ならせん磁気構造を観察することに成功した。
    前年度に実現したスピン偏極電子線源を搭載した走査電子顕微鏡(SEM)を用いた計測を実施した。これにより、NEA表面を利用した電子銃と低真空度の試料室の両立が可能であることを実証した。しかし、電子源の量子効率低下がみられることから、駆動レーザー強度のフィードバックによる放出電流安定化が必要であることも示唆された。LTEM観察に成功した磁性試料をもちいて新型SEMで観察を行い、入射スピン方向に対する検出強度依存を測定した。スピンアップ・ダウンの2つの信号の差分SE像の取得を実施することに成功した。また、コンピューター上で差分強度マッピングを表示することに成功した。
    スピン偏極電子を入射電子とする低加速SEMを活用し、従来のスピン偏極逆光電子分光法における空間分解能を超える分解能で非占有スピン状態マッピング実現のため、本年度は試料のバンドギャップ程度の低エネルギー電子により10μm以下の分解能が得られる条件を検討した。これにより、電子線励起由来の発光を計測することで、非占有状態を観察できるスピン偏極逆光電子分光およびその高精度マッピングが可能となる。
    2019年度の研究内容は、1)スピン偏極電子銃を搭載した走査電子顕微鏡の実用性検討とそれを用いた磁性試料観察、2) コバルト亜鉛系合金の合成と磁性構造の観察、4)スピンアップ・ダウン走査電子顕微鏡像を用いたスピン差分像の取得、3) 低加速SEMによるスピン偏極電子マッピングの分解能特性の検討の4つである。これら4項目ともに当初計画通り進んでおり、次年度に控える研究に遅延などの影響を及ぼすことなく進行している。さらに、室温において特異な磁気特性を発現する磁性試料作成、スキルミオン状態を発現する外部印加磁場・温度条件を見出すことに成功しており、この点は当初計画よりも進んでいるところとなる。また、装置性能としての問題点も見出され、次年度に新たに改善すべき点を見出すことができている。これにより、次年度以降に計画されるコヒーレントスピン偏極電子線の応用とスピン依存性の計測が計画通り進められる見通しとなる。
    2019年度に作成した装置と計測群、磁性試料をもちいてスピン依存性の計測に挑む。
    低真空環境下でも観察可能な強磁性酸化物を試料とした、入射スピン方向に対する検出強度依存性の測定を引き続き進める。スピン差分BSE像における入射電子エネルギー依存を解析する信号処理シーケンスにより、コンピューター上に自動的に差分強度マッピングが表示される信号処理系を構築する。さらに、スピン差分強度が強い試料部分に走査ビームを固定し、そこから出力される信号の波高分析をすることで、スピン散乱断面積の極大値をとるエネルギー帯を探索する。これによって、スピン依存性を最大化した検出条件を探し、散乱断面積のスピン依存性を物質のフェルミレベル近傍の電子スピン状態と合わせて明らかにする。

  5. 時間分解電子波干渉の実現とスキルミオンダイナミクスへの応用

    研究課題/研究課題番号:17K14117  2017年4月 - 2020年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    石田 高史

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    磁気スキルミオンに代表される微細な磁気構造の動的観察に向けてフォトカソード型の電子銃から放出されるパルス電子線を用いた時間分解電子顕微鏡法の確立を目指した。サブマイクロ秒での高強度パルス電子線の生成に成功し、これをダイレクト電子検出器により同期検出することにより高い信号対雑音比でのシングルショットイメージングを実現した。さらに、高速電子線偏向器とシングルショットイメージングを組み合わることで磁気構造の動的変化のような非可逆過程を観察可能な連続時間分解撮影法を確立し、500ns間隔での像撮影に成功した。
    本研究で確立した連続で撮影可能な時間分解電子顕微鏡法により超高速で発現する磁気スキルミオンの可視化が期待できる。また、この手法はスキルミオンダイナミクスの観察のみならず低ドーズ観察が要求される生体試料の観察やガスや液体中でのその場観察にも転用可能である。そのため、本技術の確立は電子顕微鏡を用いた生物系・その場観察分野での貢献も期待される。

 

担当経験のある科目 (本学) 12

  1. 物理工学実験第2

    2023

  2. 物理工学実験第1

    2023

  3. 物理工学実験第3

    2023

  4. 物理工学実験第3

    2022

  5. 物理工学実験第2

    2022

  6. 物理工学実験第1

    2022

  7. 物理工学実験第3

    2021

  8. 物理工学実験第2

    2021

  9. 物理工学実験第1

    2021

  10. 物理工学実験第1

    2020

  11. 物理工学実験第2

    2020

  12. 物理工学実験第3

    2020

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メディア報道 1

  1. 風戸研究奨励会、「風戸賞」などに大﨑氏ら6人選定 新聞・雑誌

    日刊工業新聞社  日刊工業新聞  2023年3月

     詳細を見る

    執筆者:本人以外 

学術貢献活動 3

  1. 応用物理学会学術講演会プログラム編集委員(電子顕微鏡関連)

    役割:企画立案・運営等

    応用物理学会  2020年9月 - 現在

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    種別:大会・シンポジウム等 

  2. 日本顕微鏡学会学際的顕微研究領域若手研究部会幹事

    役割:企画立案・運営等

    2020年4月 - 2023年3月

     詳細を見る

    種別:学会・研究会等 

  3. 日本顕微鏡学会第75回学術講演会プログラム委員

    役割:企画立案・運営等

    日本顕微鏡学会  2019年3月 - 2019年6月

     詳細を見る

    種別:大会・シンポジウム等