스캐닝 전자 현미경을 기반으로 한 Hokkaido University 및 롤 스포츠토토
관찰 샘플의 손상을 줄이는 프로토 타입 전자 회절 현미경

변속기 전자 현미경과 동등한 해상도 유기 물질과 같은 경질 재료를 장기 관찰 할 수 있습니다

롤 스포츠토토참여 홋카이도 대학교 (회장 : hokkaido 대학교 Saeki Hiroshi/Heenciinafter)와 토토 사이트. (임원 : Furukawa Kazuo/Healinafter, Hitachi).*1이미징 렌즈가 적은 렌즈 수차*2*3이것은 이미징 렌즈 대신 컴퓨터 계산에 의한 회절 패턴의 이미지를 구성하는 회절 현미경입니다.*4의 세계 최초의 조합입니다 및 저에너지 전자 빔을 사용한 주사 전자 현미경 (SEM). 이로 인해 고 에너지 전자 빔으로 인해 손상이 쉬워지고 장기간 관찰하기가 어렵습니다.*5반복적으로 관찰 될 수 있습니다. 또한, 이미징 렌즈가 사용되지 않기 때문에 초점의 왜곡이나 변위가 없으므로 고해상도에서 관찰 할 수 있습니다. 이 개발은 Kita University의 디지털 컴퓨팅 기술과 롤 스포츠토토의 전자 현미경 기술을 통해 실현되었으며 2004 년부터 진행된 Hokkaido University와 롤 스포츠토토 간의 조직 협력을 통해 공동 연구를 진행하고 있습니다.*6다음의 일부로.

롤 스포츠토토100 keV (킬로 엘렉트로 볼트) 이상의 높은 에너지를 갖는 전자 빔을 사용하는 전통적인 고해상도 투과 전자 현미경 (TEM)은 원자 수준에서 물체의 구조를 관찰하기 위해 사용되어왔다. 그러나, 고 에너지 전자 빔은 나노 카본 및 유기 물질과 같은 경질 물질로 샘플을 손상시키기 때문에 관찰은 단기간으로 제한되므로 반복적 인 관찰이 어려워집니다. 반면, 시편을 손상시키지 않는 저에너지 전자 빔을 사용하는 SEM에서는 확대 된 이미지를 얻는 데 사용되는 이미징 렌즈의 수차로 인해 충분한 해상도가 달성되지 않았으므로 원자 수준에서 구조를 관찰하기가 어렵습니다.
롤 스포츠토토이번에 Hokkaido University와 토토사이트 는 이미징 렌즈를 사용하지 않는 회절 현미경을 적용하여 SEM에 SEM에 고해상도 이미지의 영향을받지 않고 고해상도 이미지를 SEM으로 전 세계적으로 SEM에 허용하며 저 에너지 전자 빔을 사용하여 고해상도를 성공적으로 관찰했습니다. 이를 통해 나노 카본 및 유기 물질과 같은 경질 재료의 정확한 관찰이 가능하며, 이는 오랜 기간 동안 TEM에 사용되는 고 에너지 전자 빔에 의해 손상되기 쉽다. 또한, SEM을 기반으로하는이 장치는 TEM보다 작으며, 샘플 개요를 지속적으로 관찰하고 회절 현미경을 사용하여 고해상도의 구조를 관찰 할 수 있다는 이점이 있습니다. 프로토 타입 장치를 사용하여, 우리는 0.34 nm의 해상도에서 30 kev 전자 빔으로 다중 벽 탄소 나노 튜브를 관찰 할 수 있음을 확인했다.

롤 스포츠토토이 연구는 2008 년 4 월 일본 과학 기술 기관 (JST)에 의해 개발 연구 주제로 채택되었으며, 향후, 우리는 저에너지 전자 빔을 사용한 고해상도 관찰을 추가로 조사하고 프로토 타입 장치의 실제 적용을 목표로 바이오 관련 물질을 함유 한 다양한 샘플에서 시연 할 계획입니다.
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개발 기술의 세부 사항

(1) 회절 현미경 및 프로토 타입 장비에 대한 계산 처리 알고리즘의 개발에 기반한 새로운 전자 현미경 개발 제안

롤 스포츠토토Hokkaido University는 기존 SEM으로 수행 된 작업을 구현하고 샘플의 관찰 영역을 식별하고 시야 중심에 넣고 이미지 렌즈를 사용하지 않고 기록 된 회절 패턴을 기반으로 한 컴퓨터에 디지털 컴퓨팅을 사용하여 높은 공간 해상도 이미지를 얻을 수있는 전자 현미경의 개념을 제안했습니다. 기록 된 회절 패턴으로부터 회절 현미경을 사용하여 재료의 이미지를 얻으려면, 많은 양의 데이터를 고속으로 처리해야한다. Hokkaido University는 소프트웨어 및 하드웨어 모두에서 컴퓨터 처리 방법을 개선했으며 이미징이 필요합니다.*7짧은 시간에.

(2) SEM에 기초한 회절 전자 현미경의 프로토 타입

롤 스포츠토토Hokkaido University의 제안에 따라 토토사이트 는 저에너지 전자 빔을 사용하여 프로토 타입 SEM 기반 회절 현미경을 만들었습니다. SEM 전자 건 (전자 빔 소스) 및 렌즈를 이용한 조사 광학 시스템을 사용하면 저 에너지 영역 (30-0.5 keV)에서 SEM 이미지를 관찰하고 렌즈 조건을 지속적으로 전환하여 회절 현미경에 사용되는 회절 패턴을 획득 할 수 있습니다. 회절 패턴을 획득 할 때 전자 빔 조사 조건은 광학 시뮬레이션에 의해 도출되어 작은 영역의 높은 평행 및 조사를 달성합니다. 이러한 방식으로, 높은 평행증을 갖는 빔을 사용하여 저음이 적은 회절 패턴을 기록함으로써 회절 현미경을 입증 할 수있게되었다. 또한 회절 패턴에 대한 기록 장치로서 카메라 챔버 (필름 및 노출 셔터를 구동하는 메커니즘)와 TEM 용 CCD 카메라가 장착되어 있습니다.

*1

표본 손상 :
분석중인 물질 (샘플)은 전자 현미경의 전자 빔을 수용하여 손상되고 손상되었습니다.

*2

렌즈 수차 :
광선이 렌즈를 통과하면 위치의 차이 (또는 파장)로 인해 수렴 지점이 다르므로 이미지에서 왜곡 또는 흐림이 발생합니다.

*3

해상도 :
장치에서 구별 할 수있는 최소 거리 또는보기 각도.

*4

회절 마이크로 메드 :
전자 ​​빔이 이미징 렌즈를 사용하지 않고 샘플에 조사 될 때 얻은 회절 패턴을 기록하는 기술, 컴퓨터 계산 처리에 의해 샘플의 확대 이미지를 재구성합니다.

*5

유기물과 같은 경질 물질 :
유기 반도체 및 중합체 물질, 주로 탄소, 산소, 수소 등으로 구성된 물질

*6

조직 협력 계약은 2003 년 4 월 1 일에 체결되었습니다.

*7

푸리에 변환 :
실제 공간 (위치)에서 역 공간 (파수)으로 변환 프로세스.

연락처 정보

Gohara Kazutoshi, National University Corporation Hokkaido University 공학 대학원 교수
Kita 13Jo Nishi 8-Chome, Sapporo, Hokkaido 060-8628
전화 : 011-706-6636

롤 스포츠토토, Ltd. Central Research Institute 계획 사무소 [담당 : Kinoshita]
280 Higashi-Keigakubo 1-Chome, Kokubunji City, 도쿄 185-8601
전화 : 042-327-7777 (Direct)

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