ネットワーク型共同研究拠点を支える 人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス 研究者データベース

近年、物質構造相転移、電荷・エネルギー移動、化学反応等のナノ領域に特有な高速物理・化学現象に基づいた新たな物質の設計とその応用が大きな注目を集めています。物質における高速現象を解明するためには、物理・化学的な素過程を支配する原子や分子の運動の観察が不可欠であり、時間的に100fs(10-13秒)、空間的にナノメートル以下の領域での測定技術が要求されている。

More recently, ultrafast phenomena in materials such as phase transitions, charge/energy transformations and chemical reactions are a significant and growing interest in designing new materials and devices for application. To understand such ultrafast phenomena, the motion of atoms or molecules in the physics-chemical processes in matter is necessary to be observed directly. A measurement technique with femtosecond temporal resolution and sub-nanometer spatial resolution has long been a goal for the scientists.

フェムト秒レーザーと高周波(2856MHzのRF)加速器を駆使した相対論的なエネルギー領域でのフェムト秒短パルス電子ビームを発生する電子源を開発し、100fsと1nmの時空間分解能を有する時間分解電子顕微鏡の実用化を目指しています。また、それを用いたフェムト秒時間領域での高速構造変化ダイナミクスの研究を推進しています。

The main objective of the research is to develop a time-resolved electron microscopy with 100 fs temporal resolution and 1 nm spatial resolution (which called ultrafast electron microscopy, UEM) using a relativistic-energy and femtosecond-pulse electron source. The electron source, which is called RF gun, is driven by a femtosecond laser and a radio-frequency (2856 MHz, RF) accelerator. The UEM will be used to observe the fundamental dynamic processes in matter occurring on femtosecond time scales over atomic spatial dimensions.