Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University


LAST UPDATE 2021/05/05

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    姜正敏 Jungmin KANG
    助教 Assistant Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    計測研究部門 放射光可視化情報計測研究分野
    Division of Measurements, Synchrotron Radiation Microscopy and Informatics
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    Coherent X-ray Diffractive Imaging
    X-ray Optics
    Synchrotron Radiation
    Single-shot measurement
Research Subject
Development and application of single-shot diffractive imaging method using coherent X-ray

研究の背景 Background

機能性材料の多くは原子からマイクロメートルまで広域かつ複雑な空間階層構造を有しており, 特にメソスケール域における微細構造と機能の相関については未だに明らかになっていません. したがって, 機能の発現機構を真に理解するためには試料をナノメートル分解能で可視化することが求められます. コヒーレントX線回折イメージング (CXDI) 法 はその強力な測定手法の一つであると考えられます. CXDIには大きく分けてシングルショット平面波CXDIと走査型 CXDI (通称, X線タイコグラフィ) の2タイプがあり, シングルショット平面波CXDIは測定可能な対象が孤立物体に限られ, 走査型CXDIは試料の形状に制限はないものの, 複数点の測定が必要であることから, 時間分解能に乏しいという課題があります.

Functional materials have heterogeneous complex systems with hierarchical structures from atomic to micrometer scale, and its correlations between the structures and the function are not understood well yet. Coherent X-ray diffractive imaging (CXDI) is one of the most promising imaging techniques that can visualize the structures at nanometer resolution. There are two types of CXDI: one is single-shot plane-wave CXDI, and the other is scanning-type CXDI which is called X-ray ptychography. Single-shot plane-wave CXDI has a difficulty that only can apply to an isolated object. On the other hand, X-ray ptychography has poor time resolution because of the need of multiple measurements.

研究の目標 Outcome

非孤立物体の観察を可能にするシングルショットCXDI法を開発します. そして, それを用いて, 空間的に拡がった試料の構造変化を高分解能で動的に可視化することを目指します. 構成する光学系を単純化し, 汎用性の高い手法の提案するために, まずは計算機実験を活用することで様々な光学配置の実現可能性の検討に取り組みます.

Our mission is to develop the method of single-shot CXDI that can observe a non-isolated object. Thereby, we aim to achieve the visualization of a dynamic phenomenon of extended samples at high spatial resolution. We will design the optical systems using computer simulation.

研究図Research Figure

Fig.1. A schematic diagram of the optical system for single-shot X-ray diffractive imaging.

文献 / Publications

J. Appl. Phys. 112, 095303 (2017), Jpn. J. Appl. Phys. 56, 025701 (2017), Surf. Sci. 690, 121483 (2019).