IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2023/08/07

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    津田健治　Kenji TSUDA
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    計測研究部門 ナノ電子プローブ回折計測研究分野
    Division of Measurements, Nano-Electron Probe Diffractometry

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    収束電子回折
    STEM-CBED/4D-STEM
    構造相転移
    結晶界面・ドメイン構造
    Convergent-beam electron diffraction (CBED)
    STEM-CBED/4D-STEM
    Structural phase transformation
    Crystal interface and domain structures
研究テーマ
Research Subject
収束電子回折法による局所結晶構造・静電ポテンシャル分布解析法の開発と応用
Development of local crystal structure and electrostatic potential analysis using convergent-beam electron diffraction (CBED) and its applications

研究の背景 Background

機能性材料において、ナノスケールの局所構造や結晶・ドメイン界面に起因する特異な物性の報告が増加しており、局所結晶構造解析の重要性が高まっています。このためには、透過電子顕微鏡を利用して、ナノサイズに収束した電子プローブを試料に照射する収束電子回折(CBED)法が有利です。

Local crystal structure analysis is increasingly important in functional materials that exhibit intriguing physical properties induced by nanoscale local structures and crystal interfaces. For this purpose, the convergent-beam electron diffraction (CBED) method using nano-electron probe is advantageous.

研究の目標 Outcome

本研究分野では、CBED法を用いて動力学回折（多重散乱）理論計算に基づく定量的な局所結晶構造解析を世界に先駆けて実現し、強誘電セラミックス材料、固体燃料電池関連材料、強相関電子系材料等に適用しています。走査透過電子顕微鏡(STEM)法とCBED法を組み合わせたSTEM-CBED/4D-STEM法を活用して、結晶界面・ナノドメイン構造のような非周期・不均一構造から局所結晶構造・静電ポテンシャルの空間変化を定量解析する手法の開発に取り組んでいます。

We developed a quantitative analysis method of local structures and electrostatic potential distributions using the CBED method based on the dynamical diffraction (multiple scattering) theory, and applied it to various functional materials, such as ferroelectric ceramic materials, solid-state fuel cell related materials and strongly-correlated electron materials. We are developing a method to investigate spatial variations of local structures and electrostatic potential distributions in non-periodic and non-uniform structures such as crystal interfaces and nanodomain structures, using the STEM-CBED/4D-STEM method.

研究図Research Figure

Fig.1. Local structure and electrostatic potential analysis using CBED

文献 / Publications

D. Morikawa and K. Tsuda, Appl. Phys. Lett. 119, 052904 (2021), T. Hayashida et al., Nat. Commun. 11, 4582 (2020), K. Tsuda and M. Tanaka, Appl. Phys. Express 9, 071501 (2016), Y. Shi et al., Nat. Mater. 12, 1024 (2013), K. Tsuda, A. Yasuhara, and M. Tanaka, Appl. Phys. Lett. 103, 082908 (2013), Y. Ogata, K. Tsuda, and M. Tanaka, Acta Cryst. A 64, 587 (2008), K. Tsuda and M. Tanaka, Acta Cryst. A 55, 939 (1999).

研究者HP