本グループが独自に開発を進めてきた従来のSTEM-based thermal analytical microscopy (STAM)法では、収束電子線照射による局所加熱と独自のナノ熱電対を利用した温度計測を組み合わせることで、定常熱伝導状態におけるナノスケール熱輸送評価を実現している。例えば、図に示すような熱伝導性が高いフィラーが低熱伝導性の樹脂中に硬化している放熱用複合材料内において、STAM像（定常熱伝導状態における試料上の電子線加熱位置に応じた熱電対の温度変化分布像）を得ることができ、その温度勾配を基にした、熱輸送経路の解析が可能である。一方で、本手法では、電子線により入力する熱量が試料厚さや材料に依存しているため、それらを考慮した熱伝導性解析が必須であるなど、いくつかの課題があった。
そこで本研究では、図中の静電シャッターを備えたElectrostatic Dose Modulatorを現有する加速電圧が300 kVのTEM内に導入し、電子線をパルス化することで、TEM試料内に温度波を発生させることに成功した。発生させた温度波の検出は、従来のSTAM法で用いたナノ熱電対による温度計測技術を応用することで可能であり、ロックインアンプにより温度波の位相と振幅を記録することで、入力熱量の大きさに影響を受けない位相計測を基にした定量的なTEM試料の熱拡散率測定が可能な新たな熱輸送評価システム（パルスSTAM法）の開発を進めている。本手法により、従来のSTAM法で課題であった、試料厚さや材料の種類に依存する入力熱量を考慮した解析が不要になるだけでなく、様々な材料の定量的な熱拡散率や界面熱抵抗の測定、さらには温度波の動的観察による定常状態における熱の伝わり方の可視化が可能になる。