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- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
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研究内容
- Keywords
電子顕微鏡、実動環境その場観察、液体セル電子顕微鏡
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
公開特許出願
所属学会
日本顕微鏡学会, 応用物理学会, 触媒学会
受賞履歴
- 日本顕微鏡学会論文賞(2010), 応用物理学会論文賞(2010), Microbeam Analysis Society Birks賞(2010), MNC2004 Most Impressive Poster Award(2004), 文部科学省第60回注目発明(2001) ()
マテリアル基盤研究センター
液中試料のその場高分解能電子顕微鏡観察技術の開発
液体セル，透過型電子顕微鏡(TEM)，液中観察，高分解能観察
概要
液中試料のTEM観察技術が普及し始めているが、液体セルの隔膜や溶液自身の散乱の影響による低コントラスト化や電子線による溶液の放射線分解の影響などのため、高分解能TEM観察は容易ではない。また市販の液体セルTEMホルダーでは、研究対象に応じた液体TEM観察実験のためのカスタマイズが容易ではない。本研究では電気化学反応やソフトマテリアル観察など、対象に応じた様々な液体セル開発および低ドーズレートでの高倍率観察のための技術開発、それらを駆使した実働環境材料評価の応用研究を行っている。
新規性・独創性
● 大収束角ビームによる3D-STEM効果を利用した液体セル内試料の高コントラスト化
● STEMイメージングによる低ドーズレート観察
● 各種液体セルの開発による様々な応用研究
内容
水中のPtナノ粒子の凝集過程をHAADF-STEM観察した結果である。(b)は(a)の1分後であり、Ptナノ粒子が徐々に凝集していることがわかる。(c)は別の視野における2つの粒子が合体した直後のPtナノ粒子であり、粒子は{111}面で優先的に合体するなどの過程をとらえている。本技術によって液中の試料の動的過程を原子分解能で観察可能であることを実証した。
(a)は開発した電気化学セルTEMホルダーである。これを用いてZnSO4の電気分解反応をその場観察した。(b)から(c)は電極へ-3V印加した時のZnデンドライト形成を示している。電気化学反応時における構造変化や組成変化のその場観察が可能であることを実証した。
まとめ
● 各種電池材料や水素製造触媒材料の動作時における現象を高分解能でとらえることが可能となる。
● 生体材料の実際の環境での形態・構造や生体材料と薬剤の相互作用の様子を高分解能でとらえることが可能となる。
